JP6744486B2 - Film capacitor, concatenated capacitor, and inverter and electric vehicle using the same - Google Patents
Film capacitor, concatenated capacitor, and inverter and electric vehicle using the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP6744486B2 JP6744486B2 JP2019512589A JP2019512589A JP6744486B2 JP 6744486 B2 JP6744486 B2 JP 6744486B2 JP 2019512589 A JP2019512589 A JP 2019512589A JP 2019512589 A JP2019512589 A JP 2019512589A JP 6744486 B2 JP6744486 B2 JP 6744486B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- metal film
- metal
- groove
- inverter
- 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.)
- Active
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims description 87
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 187
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 187
- 239000010408 film Substances 0.000 description 298
- 239000011104 metalized film Substances 0.000 description 51
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 18
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 14
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 14
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 9
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 8
- 229920000089 Cyclic olefin copolymer Polymers 0.000 description 6
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 6
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 6
- 229920001230 polyarylate Polymers 0.000 description 6
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 6
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 4
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 3
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 3
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 description 2
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 description 2
- 229920001955 polyphenylene ether Polymers 0.000 description 2
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 2
- 230000003578 releasing effect Effects 0.000 description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 2
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 2
- ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 1-methoxypropan-2-ol Chemical compound COCC(C)O ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YEYKMVJDLWJFOA-UHFFFAOYSA-N 2-propoxyethanol Chemical compound CCCOCCO YEYKMVJDLWJFOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Chemical compound CC(C)CC(C)=O NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Natural products CCC(C)C(C)=O UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000013039 cover film Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052809 inorganic oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- LLHKCFNBLRBOGN-UHFFFAOYSA-N propylene glycol methyl ether acetate Chemical compound COCC(C)OC(C)=O LLHKCFNBLRBOGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/32—Wound capacitors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
本開示は、フィルムコンデンサ、連結型コンデンサと、これを用いたインバータおよび電動車輌に関するものである。 The present disclosure relates to a film capacitor, a connection type capacitor, and an inverter and an electric vehicle using the same.
フィルムコンデンサは、例えば、ポリプロピレン樹脂をフィルム化した誘電体フィルムと、当該誘電体フィルムの表面に蒸着によって形成された金属膜を有している。金属膜は電極として用いられる。このような構成により、フィルムコンデンサでは、誘電体フィルムの絶縁欠陥部で短絡が生じた場合にも、短絡のエネルギーで欠陥部周辺の金属膜が蒸発、飛散して、絶縁欠陥部が絶縁化され、フィルムコンデンサの絶縁破壊を防止できる(自己回復性)という利点を有している(例えば、特許文献1を参照)。 The film capacitor has, for example, a dielectric film made of polypropylene resin and a metal film formed by vapor deposition on the surface of the dielectric film. The metal film is used as an electrode. With such a configuration, in the film capacitor, even when a short circuit occurs in the insulation defective portion of the dielectric film, the metal film around the defective portion is evaporated and scattered by the energy of the short circuit, and the insulation defective portion is insulated. , Has the advantage of being able to prevent dielectric breakdown of the film capacitor (self-healing property) (see, for example, Patent Document 1).
このように、フィルムコンデンサは電気回路が短絡した際の発火や感電を防止することができる。この点が注目され、近年、フィルムコンデンサの用途は、LED(Light Emitting Diode)照明等の電源回路への適用を始め、ハイブリッド自動車のモータ駆動や太陽光発電のインバータシステム等に拡大しつつある。 In this way, the film capacitor can prevent ignition and electric shock when the electric circuit is short-circuited. This point has attracted attention, and in recent years, the use of film capacitors has been expanded to applications such as LED (Light Emitting Diode) lighting power supply circuits, motor drives for hybrid vehicles, and inverter systems for solar power generation.
フィルムコンデンサの構造は、捲回型と積層型に分類される。積層型のフィルムコンデンサでは捲回型のフィルムコンデンサに見られる誘電体フィルムのシワの発生や、シワに起因する絶縁性の低下が起こりにくい。一方、積層型のフィルムコンデンサは、誘電体フィルムと金属膜とを複数積層した積層体を切断して得る場合が多いため、蒸着金属部分を切断することによる切断面の絶縁劣化を低減することを目的として、切断箇所の金属膜を除去する方法が開示されている(特許文献2を参照)。 The structure of the film capacitor is classified into a wound type and a laminated type. In the laminated film capacitor, the wrinkles of the dielectric film, which are found in the wound film capacitors, and the deterioration of the insulating property due to the wrinkles are unlikely to occur. On the other hand, since a laminated film capacitor is often obtained by cutting a laminated body in which a plurality of dielectric films and metal films are laminated, it is possible to reduce the insulation deterioration of the cut surface caused by cutting the vapor-deposited metal portion. For the purpose, a method of removing the metal film at the cut portion is disclosed (see Patent Document 2).
本開示のフィルムコンデンサは、矩形状の誘電体フィルムと、金属膜とが、交互に複数積層された本体部と、外部電極と、を具備している。外部電極は、前記本体部の第1方向の両端に位置する一対の本体端部にそれぞれ設けられている。前記矩形状の誘電体フィルムは、前記第1方向の両端に位置する第1端部および第2端部と、前記第1方向とは異なる第2方向の両端に位置する第3端部と、を有する。前記金属膜は、第1金属膜と、該第1金属膜と前記第3端部との間に配置された第2金属膜とを含み、前記第1金属膜と前記第2金属膜とが離間しているとともに、前記第1金属膜の少なくとも一部が前記本体端部で前記外部電極に接続し、前記第2金属膜が、互いに離間した複数の分割部位を有している。 The film capacitor of the present disclosure includes a main body part in which a plurality of rectangular dielectric films and metal films are alternately laminated, and external electrodes. The external electrodes are respectively provided on a pair of body end portions located at both ends of the body portion in the first direction. The rectangular dielectric film has a first end and a second end located at both ends in the first direction, and a third end located at both ends in a second direction different from the first direction, Have. The metal film includes a first metal film and a second metal film arranged between the first metal film and the third end portion, and the first metal film and the second metal film are While being spaced apart, at least a part of the first metal film is connected to the external electrode at the end portion of the main body , and the second metal film has a plurality of divided portions separated from each other.
本開示の連結型コンデンサは、複数のフィルムコンデンサと、該複数のフィルムコンデンサを接続するバスバーと、を備え、前記フィルムコンデンサが、上記のフィルムコンデンサを含む。 The coupled capacitor of the present disclosure includes a plurality of film capacitors and a bus bar that connects the plurality of film capacitors, and the film capacitor includes the film capacitor described above.
本開示のインバータは、スイッチング素子により構成されるブリッジ回路と、該ブリッジ回路に接続された容量部とを備え、前記容量部が上記のフィルムコンデンサを含む。 The inverter of the present disclosure includes a bridge circuit configured by a switching element and a capacitance section connected to the bridge circuit, and the capacitance section includes the film capacitor.
本開示の電動車輌は、電源と、該電源に接続されたインバータと、該インバータに接続されたモータと、該モータにより駆動する車輪と、を備える電動車両であって、前記インバータが上記のインバータである。 An electric vehicle according to the present disclosure is an electric vehicle that includes a power source, an inverter connected to the power source, a motor connected to the inverter, and wheels driven by the motor, and the inverter is the inverter described above. Is.
フィルムコンデンサAは、図1Aおよび図1Bに示すように、フィルムコンデンサ本体部3と、フィルムコンデンサ本体部3の対向する端面にメタリコンにより設けられた一対の外部電極4a、4bとにより構成される。以下、フィルムコンデンサ本体部3を単に本体部3という場合もある。本体部3は、図2Aおよび図2Bに示すように、矩形状の誘電体フィルム1と金属膜2とが交互に複数積層されている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the film capacitor A includes a film capacitor
図2Aに示す本体部3では、誘電体フィルム1aの片面に金属膜2aを備えた金属化フィルム5aと、誘電体フィルム1bの片面に金属膜2bを備えた金属化フィルム5bとが交互に積層されている。金属膜2aは本体部3の一方の本体端部3aで外部電極4aに電気的に接続されている。金属膜2bは、本体部3の他方の本体端部3bで外部電極4bに電気的に接続されている。本体部3は、本体端部3a、3bのほか、外部電極4が設けられていない本体端面3cを有している。
In the
図1Aでは、誘電体フィルム1a、1bおよび金属膜2a、2bの面において、外部電極が配置された方向を第1方向xとし、第2方向yは第1方向xに直行する方向として示している。z方向は、誘電体フィルム1a、1bおよび金属膜2a、2bの厚さ方向、言い換えれば積層方向である。
In FIG. 1A, on the surfaces of the
金属化フィルム5aは、誘電体フィルム1aの一方の面上に金属膜2aを形成したものである。金属化フィルム5bは、誘電体フィルム1bの一方の面上に金属膜2bを形成したものである。これらの金属化フィルム5a、5bは、図2Aに示すように、幅方向すなわち第1方向xに少しずれた状態で積層されている。すなわち、本体部3は本体端部3a、3bに金属化フィルム5aと5bとが重ならないずらし部Sを有している。ずらし部Sがずれている幅を、ずらし量sとする。
The metallized
このように、フィルムコンデンサAは、誘電体フィルム1aおよび金属膜2aにより構成される金属化フィルム5aと、誘電体フィルム1bおよび金属膜2bにより構成される金属化フィルム5bとが、図2Aに示すように積層されている。本体部3は、金属化フィルム5aと金属化フィルム5bとが積層されたさらに外側に、カバーフィルムを有していてもよい。
Thus, in the film capacitor A, the metallized
金属膜2a、2bは、本体部3の第1方向xの両端に位置する互いに異なる本体端部3a、3bで、外部電極4a、4bにそれぞれ電気的に接続されている。
The
金属化フィルム5a、5bに共通する特徴について説明するため、以下では、たとえば図3Aに示すように、a、bの符号を省略する場合がある。また、断面図においては、説明を容易にするためにフィルムの厚さ方向zを拡大して示している。
In order to explain the features common to the metallized
誘電体フィルム1aは、第1方向xの一方に位置する第1端部1cと他方に位置する第2端部1dと、第2方向yの両端に位置する第3端部1eと、を有している。第2端部1d近傍には、金属膜2が形成されず誘電体フィルム1が露出したいわゆる絶縁マージン部6(6a、6b)が設けられている。絶縁マージン部6は、単にマージン部6という場合もある。
The
金属膜2aと金属膜2bとの間に電位差があると、金属膜2aと金属膜2bとが誘電体フィルム1を挟んで重なりあう有効領域7に静電容量が発生する。
When there is a potential difference between the
<直列接続型>
図2Bに示す本体部3では、誘電体フィルム1aの第1面1acに金属膜2a1および金属膜2a2を備えた金属化フィルム5aと、誘電体フィルム1bの第2面1bcに金属膜2bを備えた金属化フィルム5bとが交互に積層されている。金属膜2a1は本体部3の第1端部3aで外部電極4aに電気的に接続されている。金属膜2a2は、本体部3の第2端部3bで外部電極4bに電気的に接続されている。金属膜2bは、外部電極4aおよび外部電極4bのいずれとも電気的に接続されていない。このような構造を有するフィルムコンデンサAは、直列接続型のフィルムコンデンサと呼ばれる。<Series connection type>
In the
図2Bは、直列接続型のフィルムコンデンサAの場合の図1のii−ii線断面図である。図2Bでは、誘電体フィルム1a、誘電体フィルム1b、金属膜2a1、金属膜2a2および金属膜2bの幅方向が第1方向x、長さ方向が第2方向y、厚さ方向が第3方向zである。
FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line ii-ii in FIG. 1 in the case of the serial connection type film capacitor A. In FIG. 2B, the width direction of the
誘電体フィルム1aは、第1方向xの一方に位置する第1端部1acと他方に位置する第2端部1adと、第2方向yの両端に位置する第3端部1aeと、を有している。誘電体フィルム1bは、第1方向xの一方に位置する第1端部1bcと他方に位置する第2端部1bdと、第2方向yの両端に位置する第3端部1beと、を有している。
The
金属化フィルム5aとは、誘電体フィルム1aの一方の面上に金属膜2a1および金属膜2a2を形成したものである。金属化フィルム5aは、第1方向xの中央部に、金属膜が形成されていない、すなわち誘電体フィルム1aが露出した部分が第2方向yに連続して存在する、いわゆる絶縁マージン部6aを有している。
The metallized
金属化フィルム5bとは、誘電体フィルム1bの一方の面上に金属膜2bを形成したものである。金属化フィルム5bは、第1端部1bcおよび第2端部1bdの近傍に、金属膜が形成されていない、すなわち誘電体フィルム1bが露出した部分が第2方向yに連続して存在する、いわゆる絶縁マージン部6bを有している。誘電体フィルム1bの幅は、誘電体フィルム1aよりも少し小さい。
The metallized
これらの金属化フィルム5a、5bは、図2Bに示すように、金属化フィルム5aが第1方向xの両側に少し突出した状態で積層されている。誘電体フィルム1bの幅は、誘電体フィルム1aよりも少し小さいため、本体部3は本体端部3a、3bに金属化フィルム5aと5bとが重ならないずらし部Sを有している。
As shown in FIG. 2B, these metallized
金属膜2a1と金属膜2bとの間に電位差があると、金属膜2a1と金属膜2bとが、誘電体フィルム1aまたは1bを挟んで重なり合う有効領域7aに、静電容量が発生する。金属膜2a2と金属膜2bとの間に電位差があると、金属膜2a2と金属膜2bとが、誘電体フィルム1aまたは1bを挟んで重なり合う有効領域7bに、静電容量が発生する。有効領域7aを有する第1容量部C1と、有効領域7bを有する第2容量部C2は直列接続されている。
When there is a potential difference between the metal film 2a1 and the
以下、特に記載のない限り、図2Aおよび図2BのいずれのフィルムコンデンサAにも適用できる特徴について説明する。 The features applicable to both film capacitors A of FIGS. 2A and 2B will be described below unless otherwise specified.
誘電体フィルム1の厚さは、例えば5μm以下としてもよい。0.5〜4μmの厚さの誘電体フィルム1を用いてもよい。 The thickness of the dielectric film 1 may be, for example, 5 μm or less. The dielectric film 1 having a thickness of 0.5 to 4 μm may be used.
金属膜2(2a、2b)は、外部電極4(4a、4b)との接続部の近傍にヘビーエッジ構造を有していてもよい。ヘビーエッジ構造とは、外部電極4との接続部の近傍における金属膜2の抵抗が、金属膜2a、2bが重なり合う有効領域7の抵抗よりも低い構造である。抵抗の高い外部電極4との接続部の近傍の金属膜2を、ヘビーエッジ部という場合もある。換言すれば、ヘビーエッジ構造とは、ヘビーエッジ部の金属膜2の厚さが、有効領域7の金属膜2の厚さよりも厚い構造を指す。なお、短絡のエネルギーで蒸発、飛散が可能な自己回復性を有する金属膜2に対し、それよりも厚さが厚い金属膜2を、有効領域7に位置するか否かにかかわらず総じてヘビーエッジ部という場合もある。
The metal film 2 (2a, 2b) may have a heavy edge structure in the vicinity of the connection portion with the external electrode 4 (4a, 4b). The heavy edge structure is a structure in which the resistance of the metal film 2 near the connection portion with the external electrode 4 is lower than the resistance of the
金属膜2の厚さは、有効領域7において、例えば20nm以下、特には5〜15nmの範囲としてもよい。金属膜2をこのような厚さとすることで、面積抵抗(シート抵抗)が18〜50Ω/□となり、自己回復性を発揮できる。第1の金属膜2cの厚さと第2の金属膜2dの厚さとは、同じでもよい。金属膜2aおよび金属膜2bのいずれか一方の全体を20nm以下の厚さとし、もう一方の全体をヘビーエッジ部としてもよい。また、外部電極4との接続部近傍(ヘビーエッジ部)における金属膜2の厚さは、有効領域7の2〜4倍、すなわち10〜80nmの範囲としてもよい。
The thickness of the metal film 2 in the
<第1実施形態>
第1実施形態は、本開示の実施形態のうちの一つである。第1実施形態では、金属膜2が、図3A、図3Bおよび図3Cに示すように、第1金属膜2c(2a1c、2a2cおよび2bc)および第2金属膜2d(2a1d、2a2dおよび2bd)により構成される。第1金属膜2cは、第3端部1eとは離間している。第2金属膜2dは、第1金属膜2cと第3端部1eとの間に配置されている。<First Embodiment>
The first embodiment is one of the embodiments of the present disclosure. In the first embodiment, the metal film 2 is formed by the
第2金属膜2dは、第1金属膜2cに隣接して第1方向xに短冊状に延びており、第1金属膜2cとは、離間している。第1金属膜2cと第2金属膜2dとの間には第1方向xに延びる第1の溝8が存在する。図4に示すように、第1の溝8の底部には金属膜が無く、第1の溝8により第1金属膜2cと第2金属膜2dとは離間している。なお、第1金属膜2cと第2金属膜2dとは離間していればよく、第1金属膜2cと第2金属膜2dとを離間させるのは、第1方向xに延びる第1の溝8でなくてもよい。
The
このように、第1実施形態では、金属膜2が第1金属膜2cと第2金属膜2dとにより構成される。第1実施形態では、本体端面3c近傍の誘電体フィルム1aと1bとの間に第2金属膜2dが存在する。そのため、本体端面3c近傍で、誘電体フィルム1aと1bとが密着しにくくなる。その結果、絶縁欠陥部で短絡が生じて金属膜2が蒸発、飛散してガスが発生しても、そのガスが本体端面3c近傍から効果的に抜けることができる。このように、第1実施形態では、金属膜2の蒸発、飛散により発生するガスの抜け性が向上し、フィルムコンデンサAの自己回復性を高めることができる。
Thus, in the first embodiment, the metal film 2 is composed of the
第2金属膜2dの第2方向yの端部は、誘電体フィルム1の第3端部1eに位置していてもよい。第2金属膜2dの第2方向yの端部が第3端部1eに位置している、すなわち本体端面3cに面していることにより、本体端面3c近傍で誘電体フィルム1aと1bとがより密着しにくくなる。その結果、ガスの抜け性がさらに向上し、フィルムコンデンサAの自己回復性をより高めることができる。
The end of the
誘電体フィルム1同士が直接接する場合の密着力に対し、誘電体フィルム1と金属膜2との密着力は比較的小さいため、ガスは誘電体フィルム1と金属膜2との間を通って比較的抜けやすくなる。この場合、第2金属膜2dの第2方向yの端部は、その少なくとも一部が、第3端部1eに位置していればよい。第2金属膜2dの第2方向yの端部の少なくとも一部が第3端部1eに位置する、すなわち本体端面3cに位置することで、本体端面3cを通じてガスが抜ける経路が確保され、ガスの抜け性が向上する。
Since the adhesive force between the dielectric film 1 and the metal film 2 is relatively small compared to the adhesive force when the dielectric films 1 are in direct contact with each other, the gas is passed through between the dielectric film 1 and the metal film 2 for comparison. It becomes easy to miss the target. In this case, at least a part of the end of the
第1実施形態では、第2金属膜2dは本体端部3aまたは3bで外部電極に接続されていてもよい。
In the first embodiment, the
第1実施形態では、図3A〜図3C、および図4に示すように、第2方向yにおける第3端部1eと、有効領域を形成する第1部位2cとの距離をW1としたとき、W1が3〜10mm、特には2〜5mmの範囲であってもよい。W1を3〜10mm、特には2〜5mmの範囲とすることで、静電容量を確保するとともに、自己回復機能に優れたフィルムコンデンサAとすることができる。上記のW1の範囲は以下で説明する他の実施形態にも、適用できる。
In the first embodiment, as shown in FIGS. 3A to 3C and FIG. 4, when the distance between the
<第2実施形態>
第1金属膜2cは、図5A、図5Bに示すように、誘電体フィルム1の第1端部1cまたは第2端部1dのいずれかに位置し、第3端部1eに向かって延びている延出部2eを有していてもよい。図5Bは図5Aの破線部を拡大した平面図である。第1金属膜2cが、第1端部1cの近傍に延出部2eを有すると、第1金属膜2cと外部電極4との接続部の面積が大きくなり、接続部の抵抗を小さくできる。図5Cに示すように、延出部2eは第2端部1dの近傍に位置していてもよい。<Second Embodiment>
As shown in FIGS. 5A and 5B, the
たとえば、図2Aに示すフィルムコンデンサAでは、誘電体フィルム1aの第1端部1acの近傍とは、金属化フィルム5aと金属化フィルム5bとが積層された状態で、誘電体フィルム1aが誘電体フィルム1bのマージン部6bと重なる部分を指す。すなわち、第1端部1ac近傍の第3端部1eに延出部2eを有するのは、第1端部1acが位置する本体端部3aで外部電極4aに電気的に接続される金属膜2acのみである。また、誘電体フィルム1bの第1端部1bcの近傍とは、金属化フィルム5aと金属化フィルム5bとが積層された状態で、誘電体フィルム1bが誘電体フィルム1aのマージン部6aと重なる部分を指す。すなわち、第1端部1bc近傍の第3端部1eに延出部2eを有するのは、第1端部1bcが位置する本体端部3bで外部電極4bに電気的に接続される金属膜2bcのみである。なお、図5Aは図2Aの金属化フィルム5a、5bに共通な特徴を説明するため、a、bの符号を省略している。
For example, in the film capacitor A shown in FIG. 2A, in the vicinity of the first end 1ac of the
第1端部1ac、1bcの近傍は、さらに金属化フィルム5aと金属化フィルム5bとが重ならないずらし部Sを含んでもよい。
The vicinity of the first end portions 1ac and 1bc may further include a shift portion S where the metallized
図2Bに示す直列接続型のフィルムコンデンサAの場合、誘電体フィルム1aの第1端部1acの近傍および第2端部1adの近傍とは、本開示では、金属化フィルム5aと金属化フィルム5bとが積層された状態で、誘電体フィルム1aが誘電体フィルム1bのマージン部6bと重なる部分をいう。すなわち、図5Cに示すように、第1端部1ac近傍の第3端部1eでは、第1端部1acが位置する本体端部3aで外部電極4aに電気的に接続される金属膜2a1cが延出部2eを有し、第2端部1ad近傍の第3端部1eでは、第2端部1adが位置する本体端部3bで外部電極4bに電気的に接続される金属膜2a2cが延出部2eを有する。金属膜2bcは外部電極4a、4bのいずれにも接続されず、延出部2eを有さない。
In the case of the serial connection type film capacitor A shown in FIG. 2B, the vicinity of the first end 1ac and the vicinity of the second end 1ad of the
第1端部1ac近傍、第2端部1ad近傍は、さらに金属化フィルム5aと金属化フィルム5bとが重ならないずらし部Sを含んでもよい。
The vicinity of the first end 1ac and the vicinity of the second end 1ad may further include a shift portion S in which the metallized
以下、図2Aおよび図2Bに共通する特徴について説明する。第1金属膜2cが延出部2eを有する場合、第2金属膜2dは、図4に示すように設けられる。すなわち、第1の溝8が、マージン部6から第1方向xに延びるとともに、第1端部1cまたは第2端部1dの近傍で第3端部1eに向かって第3端部1eまで延びている。第1の溝8により、第1金属膜2cと第2金属膜2dとは離間している。
Hereinafter, features common to FIGS. 2A and 2B will be described. When the
図2Aの場合、金属膜2aはマージン部6aにより外部電極4bと電気的に絶縁され、金属膜2bはマージン部6bにより外部電極4aと電気的に絶縁されている。また、図2Bの場合、金属膜2a1はマージン部6aにより外部電極4bと電気的に絶縁され、金属膜2a2はマージン部6aにより外部電極4aと電気的に絶縁されている。金属膜2bはマージン部6bにより外部電極4a、4bの両方と電気的に絶縁されている。そのため、第2実施形態では図2A、図2Bいずれも場合も、第2金属膜2dは外部電極4に接続されない。したがって、本体部3の本体端面3cにおいて、切断により異なる層に位置する第2金属膜2d同士が接触しても、フィルムコンデンサA自体の絶縁劣化は低減される。
In the case of FIG. 2A, the
図5A、図5Bに示すように、マージン部6の幅をt1とし、延出部2eの第2端部1dに最も近い部位と第1端部1cとの距離をt2とし、第1の溝8の第3端部1eにおける幅をt3とする。言い換えれば、延出部2eは第1端部1cからの距離がt2以下の部位に納まっている。マージン部6の幅t1は、たとえば1.5mm以上3.0mm以下としてもよい。ずらし部Sのずらし量sは、たとえば0.2mm以上1.0mm以下としてもよい。t3は、たとえば0.15mm以上としてもよい。t2は、たとえばt2とt3との和が、t1とsとの和以下、すなわち(t2+t3)≦(t1+s)となるようにしてもよい。(t2+t3)≦(t1+s)とすることで、フィルムコンデンサA自体の絶縁劣化をより低減することができる。
As shown in FIGS. 5A and 5B, the width of the
t2は、具体的にはたとえば4.0mm以下としてもよく、さらに2.0mm以下、特に1.8mm以下としてもよい。また、t2はたとえば0.05mm以上であってもよい。一般的な幅t1を有するマージン部6および一般的なずらし幅sを有するフィルムコンデンサAで、t2をこのような範囲とすると、フィルムコンデンサA自体の絶縁劣化をより低減することができる。なお、上述の関係は、本体端部3aに位置するt1、t2、t3およびsの関係を示しており、また、本体端部3bに位置するt1、t2、t3およびsの関係を示している。
Specifically, t2 may be, for example, 4.0 mm or less, further 2.0 mm or less, and particularly 1.8 mm or less. Further, t2 may be, for example, 0.05 mm or more. In the film capacitor A having the
以下、第2金属膜2dの変更例について説明する。これらの変更例は、第1実施形態、第2実施形態のどちらにも適用できる。
Hereinafter, a modified example of the
第2金属膜2dは、互いに離間した複数の分割部位2diを有していてもよい。図6A、図7A〜図7Cは、いずれも図3A〜図3Cの破線部を拡大した平面図に相当する。図6Aに示すように、第2の溝9は、第1方向xに延び、第2金属膜2dを複数の分割部位2diに分割していてもよい。図6Bは図6Aのvi−vi線断面図である。また、図7Aに示すように、第2金属膜2dは、第2方向yに延びた第3の溝10により互いに離間した複数の分割部位2diにより構成されていてもよい。第3の溝10は、第1の溝8とつながっていてもよい。第2の溝9、第3の溝10は、複数の分割部位2diを互いに離間させる空隙である。第2の溝9と第3の溝10は、それぞれ単独で配置されてもよいし、図7Aに示すように両方が同時に配置されてもよい。
The
このように、第1の溝8に加え第2の溝9および/または第3の溝10が存在すると、第2の溝9および/または第3の溝10を通じてガスが外部に抜けることができ、ガスの抜け性がさらに向上する。
As described above, when the
第1実施形態において、第3の溝10は第2金属膜2dの分割部位2diのうち少なくとも一部を外部電極4と切り離す役割を有していてもよい。この場合、いずれも外部電極4に接続されず、異なる層に位置する分割部位2di同士が、本体部3の本体端面3cで接触しても、フィルムコンデンサA自体の絶縁劣化は低減される。
In the first embodiment, the
第1方向xに延びた第2の溝9、第2方向yに延びた第3の溝10に替えて、図7Bに示すように、第1方向x、第2方向yに対して角度を有する第4の溝11により、第2金属膜2dが複数の分割部位2diに分割されていてもよい。第4の溝11は、互いに異なる少なくとも2つの方向に延びる2種類の溝からなり、当該2種類の溝は互いに交差していてもよい。このとき、第1の溝8は、第1の方向xに直線的に延びたものであってもよいが、図7Bに示すように、第4の溝11と同様に互いに異なる2つの方向に延びる溝がつながって第1の溝8を構成してもよい。この場合、第1の溝8が配置された領域が第1の方向xに延びていてもよい。図7Bでは、第1の溝8は、第4の溝11の最も第1金属膜2c側に位置する部位であるといってもよい。このとき、W1は、第2方向yにおける第3端部1eと、有効領域7を形成する第1部位2cとの距離の最小値とする。
Instead of the
図6A、図6B、図7Aおよび図7Bに示すW2は、第1の溝8の幅である。図6A、図6Bおよび図7Aに示すP1は、複数の第2の溝9の間隔(ピッチ)であり、図7Aに示すP2は、複数の第3の溝10の間隔(ピッチ)であり、図7Bに示すP3は、第4の溝11の間隔(ピッチ)である。
W2 shown in FIGS. 6A, 6B, 7A and 7B is the width of the
第1の溝8の幅W2は、0.01〜0.30mmの範囲であってもよい。W2は特に0.10〜0.30mmであってもよい。第1の溝8の幅W2を0.01〜0.30mm、特に0.10〜0.30mmとすることで、第1金属膜2cと第2金属膜2dとの間の放電を抑制できるとともに、ガスの抜け性を確保できる。
The width W2 of the
なお、第2の溝9、第3の溝10および第4の溝11の幅は、特に限定しないが、例えば第1の溝8の幅W2と同様な0.01〜0.30mm、特に0.10〜0.30mmの範囲とすればよい。
The widths of the
第2の溝9の間隔P1、第3の溝10の間隔P2は、すべて同じでもよいし、それぞれ異なっていてもよい。第4の溝11の間隔P3は、すべて同じでもよいし、異なる方向に延びる第4の溝11同士でそれぞれ異なっていてもよい。また、第4の溝11の間隔P3がすべて異なっていてもよい。
The interval P1 between the
第2の溝9、第3の溝10および第4の溝11の底部は、金属膜がない、すなわち誘電体フィルム1が露出していてもよいが、第1金属膜2c、第2金属膜2dよりも厚さが薄い金属膜2により構成されていてもよい。すなわち、第2の溝9、第3の溝10および第4の溝11のz方向の深さは、第2金属膜2dのz方向の厚さより小さくてもよい。
The bottoms of the
第2金属膜2dは、上述のように第1の溝8、第2の溝9、第3の溝10、第4の溝11により分割された分割部位2diにより構成されていてもよいが、図7Cに示すように、飛び石状に配置された分割部位2diにより構成されていてもよい。分割部位2diを飛び石状に配置する場合、分割部位2diが占有する面積の比率は、たとえば25〜50%としてもよい。
The
また、図6A、図6B、および図7A〜図7Cでは分割部位2diを短冊状または矩形状としたが、これに限らず、三角形状、多角形状、円形状、楕円形状、さらに不定形状の分割部位2diであってもよい。 6A, 6B, and 7A to 7C, the division portion 2di is formed into a strip shape or a rectangular shape, but the shape is not limited to this, and division of a triangular shape, a polygonal shape, a circular shape, an elliptical shape, or an irregular shape is performed. It may be part 2di.
なお、フィルムコンデンサAでは、金属膜2a、2bの両方が、上述のような構造を有していてもよい。
In addition, in the film capacitor A, both the
このようなフィルムコンデンサAは、絶縁性が高く、部分的に絶縁破壊しても発生したガスのガス抜け性が良好で、自己回復機能に優れたフィルムコンデンサとなる。 The film capacitor A as described above has a high insulating property, has a good gas releasing property of the generated gas even if a partial dielectric breakdown occurs, and becomes a film capacitor having an excellent self-recovery function.
誘電体フィルム1に用いる絶縁性の樹脂の材料としては、例えばポリプロピレン(PP)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリアリレート(PAR)、ポリフェニレンエーテル(PPE)、ポリエーテルイミド(PEI)、およびシクロオレフィンポリマー(COP)などが挙げられる。特にシクロオレフィンポリマー(COP)、ポリアリレート(PAR)は、絶縁破壊電圧が高い。 Examples of the insulating resin material used for the dielectric film 1 include polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), polyphenylene sulfide (PPS), polyethylene naphthalate (PEN), polyarylate (PAR), and polyphenylene ether (PPE). ), polyetherimide (PEI), and cycloolefin polymer (COP). In particular, cycloolefin polymer (COP) and polyarylate (PAR) have high dielectric breakdown voltage.
また、シクロオレフィンポリマー(COP)、ポリアリレート(PAR)は、フィルム化した時のフィルム同士の密着性が高く、ガスが蒸散しにくい傾向があるが、上述のような第2金属膜2dを設けることにより大きな自己回復性の向上効果が得られる。
Further, cycloolefin polymer (COP) and polyarylate (PAR) have high adhesiveness between films when formed into a film, and gas tends to be difficult to evaporate, but the
誘電体フィルム1は、例えば絶縁性の樹脂を溶媒に溶解した樹脂溶液を、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)製の基材の表面にシート状に成形し、乾燥して溶剤を揮発させることにより得られる。成形方法としては、ドクターブレード法、ダイコータ法およびナイフコータ法等、周知の成膜方法から適宜選択すればよい。成形に使用する溶剤としては、例えば、メタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、エチレングリコール、エチレングリコールモノプロピルエーテル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、キシレン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジメチルアセトアミド、シクロヘキサン、又は、これらから選択された2種以上の混合物を含んだ有機溶剤を用いてもよい。また、溶融押し出し法で作製した樹脂のフィルムを延伸加工してもよい。 The dielectric film 1 is obtained by, for example, molding a resin solution in which an insulating resin is dissolved in a solvent into a sheet shape on the surface of a base material made of polyethylene terephthalate (PET), and drying it to volatilize the solvent. To be The forming method may be appropriately selected from known film forming methods such as a doctor blade method, a die coater method and a knife coater method. Examples of the solvent used for molding include methanol, isopropanol, n-butanol, ethylene glycol, ethylene glycol monopropyl ether, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, xylene, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, dimethylacetamide, cyclohexane. Alternatively, an organic solvent containing a mixture of two or more selected from these may be used. Alternatively, a resin film produced by the melt extrusion method may be stretched.
誘電体フィルム1は、上述の絶縁性の樹脂のみにより構成されていてもよいが、他の材料を含んでいてもよい。誘電体フィルム1に含まれる樹脂以外の構成要素としては、例えば上述の有機溶剤や無機フィラーが挙げられる。無機フィラーには、例えば、アルミナ、酸化チタン、二酸化珪素などの無機酸化物、窒化珪素など無機窒化物、ガラスなどを用いることができる。特に、ペロブスカイト型構造を有する複合酸化物など比誘電率の高い材料を無機フィラーとして用いた場合には、誘電体フィルム1全体の比誘電率が向上し、フィルムコンデンサを小型化することができる。また、無機フィラーと樹脂との相溶性を高める上で、無機フィラーにシランカップリング処理やチタネートカップリング処理等の表面処理を行ってもよい。 The dielectric film 1 may be composed only of the above-mentioned insulating resin, but may contain other materials. Examples of the constituents other than the resin included in the dielectric film 1 include the above-mentioned organic solvent and inorganic filler. As the inorganic filler, for example, inorganic oxides such as alumina, titanium oxide, and silicon dioxide, inorganic nitrides such as silicon nitride, and glass can be used. In particular, when a material having a high relative permittivity such as a complex oxide having a perovskite structure is used as the inorganic filler, the relative permittivity of the entire dielectric film 1 is improved and the film capacitor can be downsized. Further, in order to improve the compatibility between the inorganic filler and the resin, the inorganic filler may be subjected to a surface treatment such as a silane coupling treatment or a titanate coupling treatment.
誘電体フィルム1にこのような無機フィラーを用いる場合、無機フィラーを50質量%未満、樹脂を50質量%以上含有する複合フィルムとすることで、樹脂の可撓性を維持したまま、無機フィラーによる比誘電率向上などの効果を得ることができる。また、無機フィラーのサイズ(平均粒径)は、4〜1000nmとしてもよい。 When such an inorganic filler is used for the dielectric film 1, the inorganic filler is used while maintaining the flexibility of the resin by forming a composite film containing less than 50% by mass of the inorganic filler and 50% by mass or more of the resin. It is possible to obtain the effect of improving the relative dielectric constant. The size (average particle size) of the inorganic filler may be 4 to 1000 nm.
誘電体フィルム1の一方の面に、図2Aに示す構造では第1方向xの端部の一方に、図2Bに示す構造では第1方向xの端部の両方または第1方向xの中央部にマスクをした後、アルミニウム(Al)などの金属成分を蒸着して金属膜2を形成し、金属化フィルム5とする。このとき、マスクした部分はマージン部6となる。
On one surface of the dielectric film 1, one of the ends in the first direction x in the structure shown in FIG. 2A, and both of the ends in the first direction x in the structure shown in FIG. 2B or the central part in the first direction x. After masking, a metal component such as aluminum (Al) is vapor-deposited to form the metal film 2, and the metallized
ヘビーエッジ構造を形成する場合は、上述の金属化フィルム5のヘビーエッジを形成する部分以外をマスクし、上述の蒸着した金属成分のマスクの無い部分の上にさらに、たとえば亜鉛(Zn)を蒸着して形成する。このとき、ヘビーエッジとして蒸着する膜の厚さは、上述の蒸着した金属成分の1〜3倍の厚さとする。
In the case of forming a heavy edge structure, a portion other than the portion forming the heavy edge of the metallized
金属膜2には、必要に応じてパターンを形成する。金属膜2のパターン形成には、金属蒸着膜を飛ばすことが可能な、レーザーマーカー機またはレーザートリマー機を用いる。レーザーとしては、グリーンレーザー、YAGレーザーおよびCO2レーザーのうちいずれかを用いればよい。A pattern is formed on the metal film 2 as needed. For patterning the metal film 2, a laser marker machine or a laser trimmer machine capable of skipping the metal vapor deposition film is used. As the laser, any one of a green laser, a YAG laser and a CO 2 laser may be used.
<フィルムコンデンサの作製方法>
本開示の積層型のフィルムコンデンサAは、以下のようにして作製すればよい。一方の面に金属膜2(2a、2b)を有する金属化フィルム5(5a、5b)を所望の形状に切断した後、複数積層し、積層体を得る。このとき、図2Aに示す構造では、金属化フィルム5aと5bとを、マージン部6a、6bが第1方向xの異なる端部に位置するように、交互に積層する。また、金属化フィルム5aと5bとは、図2Aに示すように、少し第1方向xにずれた状態で重ねあわせる。図2Bに示す構造の場合は、第1方向xの中央にマージン6aを有する金属化フィルム5aと、それより第1方向xの幅が少し小さく、第1方向xの両端にマージン部6bを有する金属化フィルム5bとを図2Bのように交互に積層する。<Method of manufacturing film capacitor>
The laminated film capacitor A according to the present disclosure may be manufactured as follows. After cutting the metallized film 5 (5a, 5b) having the metal film 2 (2a, 2b) on one surface into a desired shape, a plurality of layers are laminated to obtain a laminated body. At this time, in the structure shown in FIG. 2A, the metallized
得られた積層体を切断することで、個片の本体部3を得る。このとき、切断する箇所の近傍の表面にあらかじめレーザーを照射し、第1方向xに延びる第1の溝8を形成する。レーザーの照射方向はz方向、すなわち積層方向とする。
The
誘電体フィルム1は透明でレーザーを透過させるため、レーザーが照射された層の金属膜2が除去されることで、次の層の金属膜2にレーザーが照射される。したがって、積層体の表面にレーザーを照射することで、積層された金属化フィルム5のすべての同じ位置に、第1の溝8を形成することができる。
Since the dielectric film 1 is transparent and allows the laser to pass therethrough, the metal film 2 of the layer irradiated with the laser is removed, so that the metal film 2 of the next layer is irradiated with the laser. Therefore, by irradiating the surface of the laminated body with a laser, the
形成された第1の溝8に沿ってその近傍で積層体を切断することで、切断面を第3端部1eとする本体部3が得られる。積層体には、切断箇所を挟んで2つの第1の溝8を形成し、その2つの第1の溝8の間で積層体切断する。これにより、第1金属膜2cと、第1金属膜2cと第3端部1eとの間に配置された第2金属膜2dと、を有する本体部3が得られる。
By cutting the laminated body along the formed
得られた本体部3の第1方向xの両端面にメタリコン電極を形成して外部電極4とすることで、フィルムコンデンサAが得られる。外部電極4の形成には、例えば、金属の溶射、スパッタ法、メッキ法などが好適である。
The film capacitor A is obtained by forming metallikon electrodes on both end surfaces of the obtained
次いで、必要に応じ、外部電極4を形成した本体部3の表面を図示しない外装部材で覆ってもよい。
Next, if necessary, the surface of the
金属膜2の材料としては、例えばアルミニウム(Al)、亜鉛(Zn)などの金属や合金などが挙げられる。 Examples of the material of the metal film 2 include metals such as aluminum (Al) and zinc (Zn) and alloys.
また、メタリコン電極の材料としては、亜鉛、アルミニウム、銅およびハンダから選ばれる少なくとも1種の金属材料が挙げられる。 Further, as the material of the metallikon electrode, at least one metal material selected from zinc, aluminum, copper and solder can be mentioned.
なお、第1の溝8は、誘電体フィルム1に金属成分を蒸着する際に、第1の溝8の位置にマスクをすることにより形成することもできる。第1の溝8の他、第2の溝9、第3の溝10、第4の溝11等を形成し、第2金属膜2dに複数の分割部位2diを形成する場合は、積層前の金属化フィルム5の金属膜2にレーザー照射する、または、積層体の表面にレーザー照射することで第1の溝8〜第4の溝11を形成してもよい。
The
<連結型コンデンサ>
図8は、連結型コンデンサの実施形態の一つを模式的に示した斜視図である。図8では、構成を分かりやすくするために、ケースおよびモールド樹脂を省略している。連結型コンデンサCでは、複数個のフィルムコンデンサが一対のバスバー21、23により並列接続されている。バスバー21、23は、外部接続用の端子部21a、23aとフィルムコンデンサAの外部電極4a、4bにそれぞれ接続される引出端子部21b、23bを有している。<Connected capacitor>
FIG. 8 is a perspective view schematically showing one of the embodiments of the linked capacitor. In FIG. 8, the case and the molding resin are omitted for clarity of the configuration. In the connection type capacitor C, a plurality of film capacitors are connected in parallel by a pair of
連結型コンデンサCが上記したフィルムコンデンサAを含むと、自己回復性に優れた連結型コンデンサCを得ることができる。 When the linked capacitor C includes the film capacitor A described above, the linked capacitor C having excellent self-healing property can be obtained.
連結型コンデンサCは、フィルムコンデンサを複数個、たとえば4個並べた状態で、本体部3の両端にそれぞれ形成された外部電極4a、4bに、接合材を介してバスバー21、23を取り付けることによって得られる。
In the connection type capacitor C, a plurality of film capacitors, for example, four film capacitors are arranged side by side, and the bus bars 21 and 23 are attached to the
なお、フィルムコンデンサAや連結型コンデンサCは、ケースに収納したのちケース内の空隙に樹脂を充填し、樹脂モールド型(ケースモールド型)のコンデンサとすることもできる。 It should be noted that the film capacitor A and the connection type capacitor C can be made into a resin mold type (case mold type) capacitor by housing them in a case and then filling a void in the case with a resin.
<インバータ>
図9は、インバータの実施形態のひとつを説明するための概略構成図である。図9には、直流から交流を作り出すインバータDの例を示している。本実施形態のインバータDは、図9に示すように、スイッチング素子(例えば、IGBT(Insulated gate Bipolar Transistor))とダイオードにより構成されるブリッジ回路31と、電圧安定化のためにブリッジ回路31の入力端子間に配置された容量部33とを備えている。インバータDは、容量部33として上記のフィルムコンデンサAを含む。<Inverter>
FIG. 9 is a schematic configuration diagram for explaining one of the embodiments of the inverter. FIG. 9 shows an example of an inverter D that produces alternating current from direct current. As shown in FIG. 9, the inverter D of the present embodiment includes a bridge circuit 31 including a switching element (for example, an IGBT (Insulated gate Bipolar Transistor)) and a diode, and an input of the bridge circuit 31 for voltage stabilization. And a capacitor 33 arranged between the terminals. The inverter D includes the film capacitor A described above as the capacitance section 33.
なお、このインバータDは、直流電源の電圧を昇圧する昇圧回路35に接続される。一方、ブリッジ回路31は駆動源となるモータジェネレータ(モータM)に接続される。 The inverter D is connected to the booster circuit 35 that boosts the voltage of the DC power supply. On the other hand, the bridge circuit 31 is connected to a motor generator (motor M) serving as a drive source.
<電動車輌>
図10は、電動車輌の概略構成図である。図10には、実施形態の一例として、ハイブリッド自動車(HEV)を示している。<Electric vehicle>
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of an electric vehicle. FIG. 10 shows a hybrid vehicle (HEV) as an example of the embodiment.
電動車輌Eは、駆動用のモータ41、エンジン43、トランスミッション45、インバータ47、電源(電池)49、前輪51aおよび後輪51bを備えている。
The electric vehicle E includes a driving
電動車輌Eは、駆動源としてモータ41、エンジン43、またはその両方の出力を備えている。駆動源の出力は、トランスミッション45を介して左右一対の前輪51aに伝達される。電源49は、インバータ47に接続され、インバータ47はモータ41に接続されている。
The electric vehicle E has outputs of the
また、図10に示した電動車輌Eは、車輌ECU53、およびエンジンECU57を備えている。車輌ECU53は、電動車輌E全体の統括的な制御を行う。エンジンECU57は、エンジン43の回転数を制御し電動車輌Eを駆動する。電動車輌Eは、さらに運転者に操作されるイグニッションキー55、図示しないアクセルペダル、およびブレーキ等の運転装置を備えている。車輌ECU53には、運転者等による運転装置の操作に応じた駆動信号が入力される。車輌ECU53は、その駆動信号に基づいて、指示信号をエンジンECU57、電源49、および負荷としてのインバータ47に出力する。エンジンECU57は、指示信号に応答してエンジン43の回転数を制御し、電動車輌Eを駆動する。
Further, the electric vehicle E shown in FIG. 10 includes a
電動車輌Eのインバータ47として、インバータD、すなわち上記のフィルムコンデンサAまたは連結型コンデンサCを容量部33として適用したインバータDを用いる。このような電動車輌Eでは、フィルムコンデンサAが自己回復性に優れたものであるため、静電容量が長期間に渡り維持でき、インバータ47等で発生するスイッチング・ノイズを長期間低減することができる。
As the
なお、本実施形態のインバータDは、上記のハイブリッド自動車(HEV)のみならず、電気自動車(EV)や燃料電池車、あるいは電動自転車、発電機、太陽電池など種々の電力変換応用製品に適用できる。 The inverter D of the present embodiment can be applied not only to the above hybrid vehicle (HEV) but also to various electric power conversion application products such as an electric vehicle (EV), a fuel cell vehicle, an electric bicycle, a generator, and a solar cell. ..
環状シクロオレフィン系の樹脂であるZEONOR(登録商標)(日本ゼオン製)を用いて、平均厚さ3μmの誘電体フィルムを作製した。ZEONOR(登録商標)(日本ゼオン製)をトルエンに溶解し、コータを用いてポリエチレンテレフタレート(PET)製の基材上に塗布し、シート状に成形した。成形後、130℃で熱処理してトルエンを除去し、誘電体フィルムを得た。 Using ZEONOR (registered trademark) (manufactured by Zeon Corporation), which is a cyclic cycloolefin resin, a dielectric film having an average thickness of 3 μm was produced. ZEONOR (registered trademark) (manufactured by Zeon Corporation) was dissolved in toluene and applied on a polyethylene terephthalate (PET) base material using a coater to form a sheet. After molding, heat treatment was performed at 130° C. to remove toluene to obtain a dielectric film.
得られた誘電体フィルムを基材から剥離し、130mm幅にスリット加工した後、誘電体フィルムの一方の主面に金属膜として、メタルマスクを用いて97mm幅のAl金属膜を真空蒸着法により形成した。 After peeling the obtained dielectric film from the base material and slitting it into a width of 130 mm, a 97 mm wide Al metal film was vacuum-deposited by using a metal mask as a metal film on one main surface of the dielectric film. Formed.
次いで、グリーン・レーザーマーカーを用いて金属膜にパターンを形成した。レーザー照射条件は、出力4W、周波数140kHz、スキャン速度4m/秒とした。 Then, a pattern was formed on the metal film using a green laser marker. The laser irradiation conditions were an output of 4 W, a frequency of 140 kHz, and a scan speed of 4 m/sec.
130mm幅の金属化フィルムをさらにスリット加工し、1.5mmの絶縁マージン部(誘電体フィルムが露出した金属膜非形成部)を有する50mm幅の金属化フィルムとした。 The metallized film having a width of 130 mm was further slitted to obtain a metallized film having a width of 50 mm having an insulating margin portion of 1.5 mm (metal film non-formation portion where the dielectric film was exposed).
この金属化フィルムを、金属膜が誘電体フィルムを介して対向するように重ね合わせて積層体を作製した。なお、金属化フィルムの絶縁マージン部が、第1方向xの異なる側に交互に配置されるように積層した。また、金属化フィルムは、図2Aに示すように、1層ごとに第1方向xに0.5mmずれた状態で積層した。積層数は100層とした。 The metallized films were laminated so that the metal films face each other with the dielectric film interposed therebetween, to prepare a laminate. Note that the metallized films were laminated such that the insulating margin portions were alternately arranged on the different sides in the first direction x. Further, as shown in FIG. 2A, the metallized films were laminated with each layer being shifted by 0.5 mm in the first direction x. The number of layers was 100.
得られた積層体には、グリーン・レーザーマーカーを用いて所定の部位にレーザーを照射し、金属膜2に表1に示すような溝を形成した。この積層体を、レーザー照射により形成した第1の溝に沿って切断し、本体部を得た。 The obtained laminate was irradiated with a laser at a predetermined portion using a green laser marker to form a groove as shown in Table 1 on the metal film 2. This laminated body was cut along the first groove formed by laser irradiation to obtain a main body.
得られた本体部の第1方向xの対向する端面に亜鉛と錫との合金を溶射し、外部電極であるメタリコン電極を形成してフィルムコンデンサとした。 An alloy of zinc and tin was sprayed on the end faces of the obtained main body portion facing each other in the first direction x to form a metallikon electrode as an external electrode to obtain a film capacitor.
作製したフィルムコンデンサの静電容量、耐電圧、耐電圧試験前後の絶縁抵抗を測定した。静電容量は、LCRメータを用いてAC1V、1kHzの条件で測定した。絶縁抵抗および耐電圧は、絶縁抵抗計を用いて測定した。耐電圧は、絶縁抵抗計を用いて、フィルムコンデンサに0Vから毎秒10Vの昇圧速度で直流電圧を印加する昇圧試験を行い、リーク電流が0.01Aに達したときの電圧とした。 The capacitance, withstand voltage, and insulation resistance before and after the withstand voltage test of the produced film capacitor were measured. The capacitance was measured using an LCR meter under the conditions of AC1V and 1 kHz. The insulation resistance and the withstand voltage were measured using an insulation resistance meter. The withstand voltage was a voltage when the leak current reached 0.01 A when a step-up test in which a DC voltage was applied to the film capacitor at a step-up rate of 0 V to 10 V per second using an insulation resistance tester.
試料No.1〜20は、耐電圧試験前後の絶縁抵抗の低下が小さく、自己回復性に優れたものであった。一方、第2金属膜を形成しなかった試料、すなわち誘電体フィルムの第3端部近傍の金属膜を除去した試料No.21、および第1の溝を形成しなかった試料No.22は、耐電圧が低く、耐電圧試験後に絶縁抵抗が大きく低下し、自己回復性が充分に機能しなかった。なお、t2が4.0mm以下の試料No.15〜17、19、20は、耐電圧試験後に絶縁抵抗の低下が小さかった。 Sample No. The samples Nos. 1 to 20 had a small decrease in insulation resistance before and after the withstand voltage test and were excellent in self-healing property. On the other hand, the sample in which the second metal film was not formed, that is, the sample No. in which the metal film in the vicinity of the third end of the dielectric film was removed. 21 and the sample No. in which the first groove was not formed. Sample No. 22 had a low withstand voltage, the insulation resistance was significantly reduced after the withstand voltage test, and the self-healing property did not function sufficiently. In addition, sample No. with t2 of 4.0 mm or less. Nos. 15 to 17, 19, and 20 had a small decrease in insulation resistance after the withstand voltage test.
A:フィルムコンデンサ
C:連結型コンデンサ
D:インバータ
E:電動車輌
S:ずらし部
1、1a、1b:誘電体フィルム
2、2a、2a1、2a2、2b:金属膜
2c、2a1c、2a2c:第1金属膜
2d、2a1d、2a2d:第2金属膜
2e、2a1e、2a2e:第1金属膜の延出部
3:本体部
3a、3b:本体端部
3c:本体端面
4、4a、4b:外部電極
5、5a、5b:金属化フィルム
6:絶縁マージン部
7:有効領域
8:第1の溝
9:第2の溝
10:第3の溝
11:第4の溝
21、23:バスバー
31:ブリッジ回路
33:容量部
35:昇圧回路
41:モータ
43:エンジン
45:トランスミッション
47:インバータ
49:電源
51a:前輪
51b:後輪
53:車輌ECU
55:イグニッションキー
57:エンジンECUA: Film capacitor C: Connection type capacitor D: Inverter E: Electric vehicle S:
55: Ignition key 57: Engine ECU
Claims (11)
該外部電極は、前記本体部の第1方向の両端に位置する一対の本体端部にそれぞれ設けられ、
前記矩形状の誘電体フィルムは、前記第1方向の両端に位置する第1端部および第2端部と、前記第1方向とは異なる第2方向の両端に位置する第3端部と、を有し、
前記金属膜は、第1金属膜と、該第1金属膜と前記第3端部との間に配置された1つ以上の第2金属膜とを含み、
前記第1金属膜と前記第2金属膜とが離間しているとともに、前記第1金属膜の少なくとも一部が前記本体端部で前記外部電極に接続し、
前記第2金属膜が、互いに離間した複数の分割部位を有する、フィルムコンデンサ。 A rectangular dielectric film and a metal film are provided with a main body in which a plurality of layers are alternately laminated, and an external electrode,
The external electrodes are respectively provided on a pair of body end portions located at both ends of the body portion in the first direction,
The rectangular dielectric film has a first end and a second end located at both ends in the first direction, and a third end located at both ends in a second direction different from the first direction, Have
The metal film includes a first metal film, and one or more second metal films disposed between the first metal film and the third end portion,
The first metal film and the second metal film are separated from each other, and at least a part of the first metal film is connected to the external electrode at the end portion of the main body ,
A film capacitor , wherein the second metal film has a plurality of divided portions that are separated from each other .
前記フィルムコンデンサが、請求項1〜8のいずれかに記載のフィルムコンデンサを含む、連結型コンデンサ。A linked capacitor, wherein the film capacitor includes the film capacitor according to claim 1.
前記容量部が、請求項1〜8のいずれかに記載のフィルムコンデンサを含む、インバータ。An inverter in which the capacitance section includes the film capacitor according to claim 1.
前記インバータが、請求項10に記載のインバータである、電動車輌。An electric vehicle, wherein the inverter is the inverter according to claim 10.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017080641 | 2017-04-14 | ||
JP2017080641 | 2017-04-14 | ||
PCT/JP2018/015678 WO2018190437A1 (en) | 2017-04-14 | 2018-04-16 | Film capacitor, connection-type capacitor, and inverter and electric vehicle in which said capacitors are used |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2018190437A1 JPWO2018190437A1 (en) | 2020-02-06 |
JP6744486B2 true JP6744486B2 (en) | 2020-08-19 |
Family
ID=63793404
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019512589A Active JP6744486B2 (en) | 2017-04-14 | 2018-04-16 | Film capacitor, concatenated capacitor, and inverter and electric vehicle using the same |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6744486B2 (en) |
WO (1) | WO2018190437A1 (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7404377B2 (en) * | 2019-08-30 | 2023-12-25 | 株式会社村田製作所 | Film capacitor |
US12057269B2 (en) * | 2019-09-13 | 2024-08-06 | Kyocera Corporation | Film capacitor device |
US11961678B2 (en) * | 2019-09-30 | 2024-04-16 | Kyocera Corporation | Film capacitor device |
CN116348979B (en) * | 2020-10-16 | 2024-06-11 | 株式会社指月电机制作所 | Thin film capacitor |
WO2022210130A1 (en) * | 2021-03-30 | 2022-10-06 | 京セラ株式会社 | Film capacitor, coupling capacitor, inverter, and electric vehicle |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS612313A (en) * | 1984-06-15 | 1986-01-08 | 松下電器産業株式会社 | Laminated metallized film capacitor |
JPH01222424A (en) * | 1988-03-01 | 1989-09-05 | Hitachi Condenser Co Ltd | Manufacture of laminated capacitor |
JPH10149939A (en) * | 1996-11-19 | 1998-06-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Layered metallized film capacitor |
JP2000269074A (en) * | 1999-03-19 | 2000-09-29 | Taiyo Yuden Co Ltd | Multilayer ceramic capacitor and manufacture thereof |
JP2004039910A (en) * | 2002-07-04 | 2004-02-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Laminated metallized film capacitor |
-
2018
- 2018-04-16 WO PCT/JP2018/015678 patent/WO2018190437A1/en active Application Filing
- 2018-04-16 JP JP2019512589A patent/JP6744486B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2018190437A1 (en) | 2018-10-18 |
JPWO2018190437A1 (en) | 2020-02-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6744486B2 (en) | Film capacitor, concatenated capacitor, and inverter and electric vehicle using the same | |
JP7011053B2 (en) | Film capacitors, articulated capacitors, inverters and electric vehicles using them | |
JP6688876B2 (en) | Film capacitor, concatenated capacitor, and inverter and electric vehicle using the same | |
JP6574922B1 (en) | Film capacitors, coupled capacitors, inverters and electric vehicles | |
CN111213217B (en) | Film capacitor, connection type capacitor, inverter using the same, and electric vehicle | |
JP6687373B2 (en) | Film capacitor, concatenated capacitor, and inverter and electric vehicle using the same | |
WO2017188327A1 (en) | Film capacitor, connected-type capacitor, inverter using same, and electric vehicle | |
JP6737818B2 (en) | Film capacitors, concatenated capacitors, inverters, and electric vehicles | |
JP7228027B2 (en) | Multilayer capacitors, concatenated capacitors, inverters and electric vehicles |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190920 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200218 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200401 |
|
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: 20200630 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200730 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6744486 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |