JP7843464B2 - ケースレスコンデンサ - Google Patents

Description

本開示は、一般にケースレスコンデンサに関し、より詳細には封止部を備えるケースレスコンデンサに関する。

特許文献１には、乾式金属化フィルムコンデンサが開示されている。この乾式金属化フィルムコンデンサは、一対の金属化フィルムを重ね合せて巻回し、両端面にメタリコン金属を溶射して電極引出部を形成したコンデンサ素子に外部引出し線を接合し、コンデンサ素子を樹脂ケース内に収納し熱硬化性樹脂を充填、硬化してなる。上記乾式金属化フィルムコンデンサでは、外部引出し線をコンデンサ素子側に屈曲する鍵型形状とし、外部引出し線のＬ形部分に支持板を嵌挿し、樹脂ケース内に収納しかつ固定している。

特開２０００－０４９０４０号公報

しかしながら、特許文献１の乾式金属化フィルムコンデンサでは、熱硬化性樹脂の他に樹脂ケース及び支持板が用いられているため、軽量化しにくいという問題があった。またコンデンサ素子が樹脂ケース内に収納され、支持板で蓋がされているため、コンデンサ素子で発生した熱を外部に放出しにくいという問題もあった。

本開示の目的は、コンデンサ素子で発生した熱を外部に放出しやすいケースレスコンデンサを提供することにある。

本開示の第１の態様に係るケースレスコンデンサは、第１方向に延び、前記第１方向の一方側に第１端面、及び前記第１方向の他方側に第２端面を持ち、かつ前記第１方向に直交する第２方向の一方側に第１平面、及び前記第２方向の他方側に第２平面を持つ本体部と、前記第１端面に設けられた第１端面電極と、前記第２端面に設けられた第２端面電極と、を有するコンデンサ素子と、前記コンデンサ素子を封止する封止部と、前記コンデンサ素子の前記第２平面と絶縁層を介して対向し、かつ前記絶縁層に固定されて外部に露出した金属板と、を備える。前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向に沿った前記コンデンサ素子の幅（Ｂ）の、前記第１平面と前記第２平面との平面間距離（Ａ）に対する比の値である扁平率（Ｂ／Ａ）が２．０以上１０．０以下である。

本開示の第２の態様に係るケースレスコンデンサは、第１方向に延び、前記第１方向の一方側に第１端面、及び前記第１方向の他方側に第２端面を持ち、かつ前記第１方向に直交する第２方向の一方側に第１平面、及び前記第２方向の他方側に第２平面を持つ本体部と、前記第１端面に設けられた第１端面電極と、前記第２端面に設けられた第２端面電極と、を有するコンデンサ素子と、前記コンデンサ素子を封止する封止部と、前記コンデンサ素子の前記第２平面と絶縁層を介して対向し、かつ前記絶縁層に固定されて外部に露出した金属板と、を備える。前記第１平面と前記第２平面との平面間距離が１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。

本開示の第３の態様に係るケースレスコンデンサは、第１方向に延び、前記第１方向の一方側に第１端面、及び前記第１方向の他方側に第２端面を持ち、かつ前記第１方向に直交する第２方向の一方側に第１平面、及び前記第２方向の他方側に第２平面を持つ本体部と、前記第１端面に設けられた第１端面電極と、前記第２端面に設けられた第２端面電極と、を有するコンデンサ素子と、前記コンデンサ素子を封止する封止部と、前記コンデンサ素子の前記第２平面と絶縁層を介して対向し、かつ前記絶縁層に固定されて外部に露出した金属板と、を備える。前記コンデンサ素子の前記第１方向に沿った全長が１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。

本開示の第４の態様に係るケースレスコンデンサは、第１方向に延び、前記第１方向の一方側に第１端面、及び前記第１方向の他方側に第２端面を持ち、かつ前記第１方向に直交する第２方向の一方側に第１平面、及び前記第２方向の他方側に第２平面を持つ本体部と、前記第１端面に設けられた第１端面電極と、前記第２端面に設けられた第２端面電極と、を有するコンデンサ素子と、前記コンデンサ素子を封止する封止部と、前記コンデンサ素子の前記第２平面と絶縁層を介して対向し、かつ前記絶縁層に固定されて外部に露出した金属板と、を備える。前記第１端面電極及び前記第２端面電極の厚さが０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。

本開示によれば、コンデンサ素子で発生した熱を外部に放出しやすい。

図１Ａは、本実施形態に係るケースレスコンデンサを示す概略斜視図である。図１Ｂは、同上のケースレスコンデンサを示す概略側面図である。図１Ｃは、同上のケースレスコンデンサを示す概略正面図である。 図２Ａは、放熱効果の評価方法を示す概略正面図である。図２Ｂは、放熱効果の評価方法を示す概略側面図である。 図３は、扁平率（Ｂ／Ａ）と上昇温度（△Ｔ）との関係を示すグラフである。 図４は、平面間距離（Ａ）と上昇温度（△Ｔ）との関係を示すグラフである。 図５は、全長（Ｘ）と上昇温度（△Ｔ）との関係を示すグラフである。 図６は、電極厚（Ｙ）と上昇温度（△Ｔ）との関係を示すグラフである。 図７Ａ及び図７Ｂは、同上のケースレスコンデンサの製造方法の各工程を示す概略斜視図である。

１．第１実施形態
（１）概要
図１Ａ～図１Ｃに示すように、本実施形態に係るケースレスコンデンサ１は、コンデンサ素子２と、封止部７と、金属板９と、を備える。

コンデンサ素子２は、本体部５と、第１端面電極６１と、第２端面電極６２と、を有する。本体部５は、第１方向Ｄ１に延び、第１方向Ｄ１の一方側に第１端面３１、及び第１方向Ｄ１の他方側に第２端面３２を持ち、かつ第２方向Ｄ２の一方側に第１平面４１、及び第２方向Ｄ２の他方側に第２平面４２を持つ。第１端面電極６１は、第１端面３１に設けられている。第２端面電極６２は、第２端面３２に設けられている。

封止部７は、コンデンサ素子２を封止している。

金属板９は、コンデンサ素子２の第２平面４２と絶縁層８を介して対向し、かつ絶縁層８に固定されて外部に露出している。

本実施形態では、コンデンサ素子２の扁平率（Ｂ／Ａ）が２．０以上１０．０以下である。扁平率（Ｂ／Ａ）は、第３方向Ｄ３に沿ったコンデンサ素子２の幅（Ｂ）の、第１平面４１と第２平面４２との平面間距離（Ａ）に対する比の値である。

コンデンサ素子２の扁平率（Ｂ／Ａ）が大きくなるほど、コンデンサ素子２が全体的に金属板９に近接しやすくなる。そして、金属板９は、封止部７に比べて熱伝導性が高く、外部に露出している。

したがって、本実施形態によれば、コンデンサ素子２で発生した熱を外部に放出しやすい。なお、コンデンサ素子２の扁平率（Ｂ／Ａ）の数値範囲の技術的意義については、実施例の項において、実験データを示しながら明確にしている。

（２）詳細
以下、本実施形態に係るケースレスコンデンサ１について、図面を参照して説明する。各図は模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさは必ずしも実際の寸法を反映しているとは限らない。なお、図中に第１方向Ｄ１、第２方向Ｄ２及び第３方向Ｄ３を規定する矢印を図示しているが、これらの矢印は、説明の都合上図示しているだけであり、ケースレスコンデンサ１の方向を限定する趣旨ではなく、実体を伴わない。第１方向Ｄ１、第２方向Ｄ２及び第３方向Ｄ３は、相互に直交する。また以下において、「正面視」とは、第１方向Ｄ１に沿って視ることを意味し、「平面視」とは、第２方向Ｄ２に沿って視ることを意味し、「側面視」とは、第３方向Ｄ３に沿って視ることを意味する。

図１Ａ～図１Ｃに示すように、本実施形態に係るケースレスコンデンサ１は、コンデンサ素子２と、一対のバスバー６００と、封止部７と、金属板９と、を備える。ケースレスコンデンサ１は、文字通りケースを備えないので、軽量化しやすい。ケースレスコンデンサ１の静電容量は、大きいほど好ましいが、例えば、５０μＦ以上３００μＦ以下である。

＜コンデンサ素子＞
コンデンサ素子２は、本体部５と、第１端面電極６１と、第２端面電極６２と、を有する。

≪本体部≫
本体部５は、正面視角丸長方形をなし、第１方向Ｄ１に延びる立体形状をなす。

本体部５は、第１端面３１と、第２端面３２と、第１平面４１と、第２平面４２と、第１湾曲面５１と、第２湾曲面５２と、を持つ。第１平面４１、第２平面４２、第１湾曲面５１、及び第２湾曲面５２は、電気絶縁性を有する。

第１端面３１は、第１方向Ｄ１の一方側に存在する。

第２端面３２は、第１方向Ｄ１において、第１端面３１の反対側の面である。すなわち、第２端面３２は、第１方向Ｄ１の他方側に存在する。第２端面３２は、第１端面３１と平行である。なお、「平行」には、厳密な平行のみならず、厳密な平行と同視し得る平行（実質的な平行）も含まれる。「実質的な平行」とは、本実施形態の効果を損なわない程度の平行を意味する。以下においても同様である。

第１平面４１は、第２方向Ｄ２の一方側に存在する。第１平面４１は、第１方向Ｄ１の一方側において、第１端面３１とつながっている。第１平面４１は、第１方向Ｄ１の他方側において、第２端面３２とつながっている。

第２平面４２は、第２方向Ｄ２において、第１平面の反対側の面である。すなわち、第２平面４２は、第２方向Ｄ２の他方側に存在する。第２平面４２は、第１平面４１と平行である。第２平面４２は、第１方向Ｄ１の一方側において、第１端面３１とつながっている。第２平面４２は、第１方向Ｄ１の他方側において、第２端面３２とつながっている。

第１湾曲面５１は、正面視で第３方向Ｄ３の一方側（右側）に凸の湾曲した面である。第１湾曲面５１は、第３方向Ｄ３の一方側に存在する。第１湾曲面５１は、第１方向Ｄ１の一方側において、第１端面３１とつながっている。第１湾曲面５１は、第１方向Ｄ１の他方側において、第２端面３２とつながっている。第１湾曲面５１は、第２方向Ｄ２の一方側において、第１平面４１とつながっている。第１湾曲面５１は、第２方向Ｄ２の他方側において、第２平面４２とつながっている。

第２湾曲面５２は、正面視で第３方向Ｄ３の他方側（左側）に凸の湾曲した面である。第２湾曲面５２は、第１湾曲面５１の反対側の面である。すなわち、第２湾曲面５２は、第３方向Ｄ３の他方側に存在する。第２湾曲面５２は、第１方向Ｄ１の一方側において、第１端面３１とつながっている。第２湾曲面５２は、第１方向Ｄ１の他方側において、第２端面３２とつながっている。第２湾曲面５２は、第２方向Ｄ２の一方側において、第１平面４１とつながっている。第２湾曲面５２は、第２方向Ｄ２の他方側において、第２平面４２とつながっている。

≪第１端面電極≫
第１端面電極６１は、第１端面３１に設けられている。第１端面電極６１は、金属溶射法により形成可能である。第１端面電極６１の材質としては、特に限定されないが、例えば、亜鉛、銅、及び錫等が挙げられる。

≪第２端面電極≫
第２端面電極６２は、第２端面３２に設けられている。第２端面電極６２も、金属溶射法により形成可能である。第２端面電極６２の材質としては、第１端面電極６１の材質と同様の材質が挙げられる。

≪コンデンサ素子の形成方法≫
コンデンサ素子２は、巻回型又は積層型である。本実施形態では、巻回型のコンデンサ素子２を使用している。以下、巻回型のコンデンサ素子２の形成方法について説明する。

まず図７Ａに示すように、長尺状をなす金属化フィルム２０を巻回して本体部５を形成する。具体的には、２枚の金属化フィルム２０（第１金属化フィルム２１及び第２金属化フィルム２２）を用意し、これらの金属化フィルム２０を重ねて巻回する。なお、２枚の金属化フィルム２０の短手方向Ｓの長さは等しい。

第１金属化フィルム２１は、金属が蒸着された蒸着部２１ａと、金属が蒸着されていない非蒸着部２１ｂと、を有する。蒸着される金属としては、特に限定されないが、例えば、アルミニウム、亜鉛及び銅等が挙げられる。蒸着部２１ａ及び非蒸着部２１ｂは、第１誘電体フィルム２１０の一方の面に存在する。蒸着部２１ａは、第１誘電体フィルム２１０の短手方向Ｓの一方側端部（右側端部）を除く部分に存在する。非蒸着部２１ｂは、第１誘電体フィルム２１０の短手方向Ｓの一方側端部（右側端部）に存在する。第１誘電体フィルム２１０の他方の面には蒸着部２１ａは存在しない。第１誘電体フィルム２１０の材質としては、特に限定されないが、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）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）及びポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等が挙げられる。第１誘電体フィルム２１０の厚さは、好ましくは１．６μｍ以上４．０μｍ以下、より好ましくは１．８μｍ以上３．４μｍ以下、さらに好ましくは２．０μｍ以上３．０μｍ以下である。

一方、第２金属化フィルム２２は、金属が蒸着された蒸着部２２ａと、金属が蒸着されていない非蒸着部２２ｂと、を有する。蒸着される金属としては、上記と同様の金属が挙げられる。蒸着部２２ａ及び非蒸着部２２ｂは、第２誘電体フィルム２２０の一方の面に存在する。蒸着部２２ａは、第２誘電体フィルム２２０の短手方向Ｓの他方側端部（左側端部）を除く部分に存在する。非蒸着部２２ｂは、第２誘電体フィルム２２０の短手方向Ｓの他方側端部（左側端部）に存在する。第２誘電体フィルム２２０の他方の面には蒸着部２２ａは存在しない。第２誘電体フィルム２２０の材質としては、第１誘電体フィルム２１０の材質と同様の材質が挙げられる。第２誘電体フィルム２２０の厚さは、第１誘電体フィルム２１０の厚さと同様である。

そして、第１金属化フィルム２１の他方の面と、第２金属化フィルム２２の一方の面とを対向させて重ね、この状態で２枚の金属化フィルム２０を長手方向Ｌに巻回して、円柱状をなす巻回体５ａが得られる（図７Ａ参照）。巻回体５ａを、巻回軸Ｒに垂直な方向に加圧することにより、扁平巻回体５ｂが得られる（図７Ｂ参照）。扁平巻回体５ｂは、巻回軸Ｒの方向（第１方向Ｄ１）に沿って視ると角丸長方形をなし、巻回軸Ｒの方向に延びる立体形状をなす。本実施形態では、扁平巻回体５ｂを本体部５として使用している。

本体部５の第１端面３１において、第２金属化フィルム２２の右側縁が露出している。第２金属化フィルム２２の右側縁には蒸着部２２ａが存在する。したがって、第１端面電極６１は、第２金属化フィルム２２の蒸着部２２ａと接続される。

一方、本体部５の第２端面３２において、第１金属化フィルム２１の左側縁が露出している。第１金属化フィルム２１の左側縁には蒸着部２１ａが存在する。したがって、第２端面電極６２は、第１金属化フィルム２１の蒸着部２１ａと接続される。

＜一対のバスバー＞
一対のバスバー６００（第１バスバー６０１及び第２バスバー６０２）は、第２方向Ｄ２に延びる導電性部材である。第１バスバー６０１は、第１端面電極６１に接続されている。第２バスバー６０２は、第２端面電極６２に接続されている。第１バスバー６０１及び第２バスバー６０２は、第１方向Ｄ１に並んで、第２方向Ｄ２に平行に配置されている。一対のバスバー６００の材質としては、特に限定されないが、例えば、銅等が挙げられる。

＜封止部＞
封止部７は、コンデンサ素子２を封止している（図１Ａ～図１Ｃ参照）。すなわち、封止部７にコンデンサ素子２が埋没している。更に換言すれば、封止部７は、正面視、平面視、及び側面視で、コンデンサ素子２よりも一回り大きい。

封止部７は、樹脂の硬化物で形成されている。樹脂としては、特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。

本実施形態では、封止部７は、直方体状をなす。具体的には、封止部７は、前面７ａと、後面７ｂと、上面７ｃと、下面７ｄと、右面７ｅと、左面７ｆと、を有する。

前面７ａは、第１方向Ｄ１の一方側に存在する。前面７ａは、第１端面電極６１と平行である。

後面７ｂは、第１方向Ｄ１において、前面７ａの反対側の面である。すなわち、後面７ｂは、第１方向Ｄ１の他方側に存在する。後面７ｂは、前面７ａと平行である。

上面７ｃは、第２方向Ｄ２の一方側に存在する。上面７ｃは、第１平面４１と平行である。上面７ｃから一対のバスバー６００が突出している。

下面７ｄは、第２方向Ｄ２において、上面７ｃの反対側の面である。すなわち、下面７ｄは、第２方向Ｄ２の他方側に存在する。下面７ｄは、上面７ｃと平行である。本実施形態では、下面７ｄは、コンデンサ素子２の第２平面４２と面一である。

右面７ｅは、第３方向Ｄ３の一方側に存在する。

左面７ｆは、第３方向Ｄ３において、右面７ｅの反対側の面である。すなわち、左面７ｆは、第３方向Ｄ３の他方側に存在する。左面７ｆは、右面７ｅと平行である。

＜金属板＞
金属板９は、コンデンサ素子２の第２平面４２と絶縁層８を介して対向している。また金属板９は、封止部７の下面７ｄと絶縁層８を介して対向している。金属板９の材質としては、特に限定されないが、例えば、アルミニウム等が挙げられる。金属板９の厚さは、好ましくは０．３ｍｍ以上２．５ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下、さらに好ましくは０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。金属板９は、平面視で封止部７よりもわずかに大きい矩形状をなす。なお、金属板９の平面視の形状及び大きさは、特に限定されない。

金属板９は、絶縁層８に固定されて外部に露出している。絶縁層８は、樹脂の硬化物で形成されている。樹脂としては、特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。絶縁層８の厚さは、好ましくは０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下、より好ましくは０．３ｍｍ以上０．６ｍｍ以下、絶縁層８は、平面視で封止部７と同一寸法の矩形状をなす。

＜扁平率＞
本実施形態では、コンデンサ素子２の扁平率（Ｂ／Ａ）が２．０以上１０．０以下である。

ここで、コンデンサ素子２の扁平率（Ｂ／Ａ）は、コンデンサ素子２の幅（Ｂ）の、平面間距離（Ａ）に対する比の値である。コンデンサ素子２の幅（Ｂ）は、第３方向Ｄ３に沿ったコンデンサ素子２の長さである（図１Ｃ参照）。平面間距離（Ａ）は、第１平面４１と第２平面４２との間の距離である（図１Ｃ参照）。

上記のように、コンデンサ素子２の扁平率（Ｂ／Ａ）が２．０以上であることで、放熱性の低下を抑制することができる。一方、コンデンサ素子２の扁平率（Ｂ／Ａ）が１０．０以下であることで、ケースレスコンデンサ１の低容量化を抑制することができる。

扁平率（Ｂ／Ａ）の下限値は、好ましくは２．４以上、より好ましくは２．８以上である。一方、扁平率（Ｂ／Ａ）の上限値は、好ましくは７．５以下、より好ましくは５．０以下である。

なお、封止部７の幅（Ｗ）は、コンデンサ素子２の幅（Ｂ）よりも長い。封止部７の幅（Ｗ）は、封止部７の右面７ｅと左面７ｆとの間の距離である（図１Ｃ参照）。好ましい封止部７の幅（Ｗ）は、コンデンサ素子２の幅（Ｂ）に応じて変化し得る。すなわち、封止部７の幅（Ｗ）は、好ましくは（Ｂ＋１）ｍｍ以上（Ｂ＋１０）ｍｍ以下、より好ましくは（Ｂ＋２）ｍｍ以上（Ｂ＋７）ｍｍ以下、さらに好ましくは（Ｂ＋３）ｍｍ以上（Ｂ＋５）ｍｍ以下である。

＜平面間距離＞
本実施形態では、コンデンサ素子２の平面間距離（Ａ）は、好ましくは１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。平面間距離（Ａ）が１０ｍｍ以上であることで、ケースレスコンデンサ１の低容量化を抑制することができる。一方、平面間距離（Ａ）が３０ｍｍ以下であることで、放熱性の低下を抑制することができる。

平面間距離（Ａ）の下限値は、より好ましくは１５ｍｍ以上、さらに好ましくは２０ｍｍ以上である。一方、平面間距離（Ａ）の上限値は、より好ましくは２８ｍｍ以下、さらに好ましくは２６ｍｍ以下である。

なお、封止部７の高さ（Ｈ）は、平面間距離（Ａ）よりも長い。封止部７の高さ（Ｈ）は、封止部７の上面７ｃと下面７ｄとの間の距離である（図１Ｃ参照）。好ましい封止部７の高さ（Ｈ）は、平面間距離（Ａ）に応じて変化し得る。すなわち、封止部７の高さ（Ｈ）は、好ましくは（Ａ＋０．５）ｍｍ以上（Ａ＋１０）ｍｍ以下、より好ましくは（Ａ＋１．５）ｍｍ以上（Ａ＋７）ｍｍ以下、さらに好ましくは（Ａ＋２）ｍｍ以上（Ａ＋５）ｍｍ以下である。

＜全長＞
本実施形態では、コンデンサ素子２の全長（Ｘ）は、好ましくは１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。

ここで、コンデンサ素子２の全長（Ｘ）は、第１方向Ｄ１に沿ったコンデンサ素子２の長さである（図１Ｂ参照）。コンデンサ素子２の全長（Ｘ）が１０ｍｍ以上であることで、ケースレスコンデンサ１の低容量化を抑制することができる。一方、コンデンサ素子２の全長（Ｘ）が３０ｍｍ以下であることで、放熱性の低下を抑制することができる。

コンデンサ素子２の全長（Ｘ）の下限値は、より好ましくは１５ｍｍ以上、さらに好ましくは１８ｍｍ以上である。一方、コンデンサ素子２の全長（Ｘ）の上限値は、より好ましくは２８ｍｍ以下、さらに好ましくは２３ｍｍ以下である。

なお、封止部７の全長（ＴＬ）は、コンデンサ素子２の全長（Ｘ）よりも長い。封止部７の全長（ＴＬ）は、封止部７の前面７ａと後面７ｂとの間の距離である（図１Ｂ参照）。好ましい封止部７の全長（ＴＬ）は、コンデンサ素子２の全長（Ｘ）に応じて変化し得る。すなわち、封止部７の全長（ＴＬ）は、好ましくは（Ｘ＋１）ｍｍ以上（Ｘ＋１０）ｍｍ以下、より好ましくは（Ｘ＋２）ｍｍ以上（Ｘ＋７）ｍｍ以下、さらに好ましくは（Ｘ＋３）ｍｍ以上（Ｘ＋６）ｍｍ以下である。

＜第１端面電極及び第２端面電極の厚さ＞
本実施形態では、第１端面電極６１及び第２端面電極６２の厚さ（Ｙ）（以下「電極厚（Ｙ）」ともいう）は、好ましくは０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である（図１Ｂ参照）。電極厚（Ｙ）が０．５ｍｍ以上であることで、放熱性の低下を抑制することができる。一方、電極厚（Ｙ）が１．５ｍｍ以下であることで、はんだ濡れ性の低下を抑制することができる。

電極厚（Ｙ）の下限値は、より好ましくは０．７ｍｍ以上、さらに好ましくは１．０ｍｍ以上である。なお、第１端面電極６１の厚さ（Ｙ１）と第２端面電極６２の厚さ（Ｙ２）とは同じでも異なってもよい。

＜作用効果＞
本実施形態に係るケースレスコンデンサ１は、一対のバスバー６００間に電圧を印加することにより充電される。特に一対のバスバー６００間に交流電圧を印加することにより、ケースレスコンデンサ１は、充電及び放電を繰り返す。これにより、コンデンサ素子２に熱が発生し得る。

上記の熱を外部に放出すべく、本実施形態では、コンデンサ素子２の扁平率（Ｂ／Ａ）を２．０以上１０．０以下としている。コンデンサ素子２の扁平率（Ｂ／Ａ）が大きくなるほど、コンデンサ素子２が全体的に金属板９に近接しやすくなる。そして、金属板９は、封止部７に比べて熱伝導性が高く、外部に露出している。

したがって、本実施形態によれば、コンデンサ素子２で発生した熱を外部に放出しやすい。なお、コンデンサ素子２の扁平率（Ｂ／Ａ）の数値範囲の技術的意義については、実施例の項において、実験データを示しながら明確にしている（図３参照）。

２．第２実施形態
次に第２実施形態に係るケースレスコンデンサ１について、図面を参照して説明する。第２実施形態では、第１実施形態と同様の構成要素には第１実施形態と同一の符号を付して詳細な説明を省略する場合がある。

＜平面間距離＞
本実施形態では、第１平面４１と第２平面４２との平面間距離（Ａ）が１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。なお、本実施形態では、コンデンサ素子２の扁平率（Ｂ／Ａ）が２．０以上１０．０以下の範囲を逸脱していてもよい。

平面間距離（Ａ）が１０ｍｍ以上であることで、ケースレスコンデンサ１の低容量化を抑制することができる。一方、平面間距離（Ａ）が３０ｍｍ以下であることで、放熱性の低下を抑制することができる。

平面間距離（Ａ）の下限値は、好ましくは１５ｍｍ以上、より好ましくは２０ｍｍ以上である。一方、平面間距離（Ａ）の上限値は、好ましくは２８ｍｍ以下、より好ましくは２６ｍｍ以下である。

＜作用効果＞
第１実施形態と同様に、本実施形態に係るケースレスコンデンサ１も、一対のバスバー６００間に交流電圧を印加することにより充電及び放電を繰り返す。これにより、コンデンサ素子２に熱が発生し得る。

上記の熱を外部に放出すべく、本実施形態では、コンデンサ素子２の平面間距離（Ａ）を１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下としている。平面間距離（Ａ）が短いほど（つまり第１平面４１が第２平面４２に接近するほど）、コンデンサ素子２が全体的に金属板９に近接しやすくなる。

したがって、本実施形態によれば、コンデンサ素子２で発生した熱を外部に放出しやすい。なお、平面間距離（Ａ）の数値範囲の技術的意義については、実施例の項において、実験データを示しながら明確にしている（図４参照）。

３．第３実施形態
次に第３実施形態に係るケースレスコンデンサ１について、図面を参照して説明する。第３実施形態では、第１～２実施形態と同様の構成要素には第１～２実施形態と同一の符号を付して詳細な説明を省略する場合がある。

＜全長＞
本実施形態では、コンデンサ素子２の第１方向Ｄ１に沿った全長（Ｘ）が１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下である（図１Ｂ参照）。なお、本実施形態では、コンデンサ素子２の扁平率（Ｂ／Ａ）が２．０以上１０．０以下の範囲を逸脱していてもよい。

コンデンサ素子２の全長（Ｘ）が１０ｍｍ以上であることで、ケースレスコンデンサ１の低容量化を抑制することができる。一方、コンデンサ素子２の全長（Ｘ）が３０ｍｍ以下であることで、放熱性の低下を抑制することができる。

コンデンサ素子２の全長（Ｘ）の下限値は、好ましくは１５ｍｍ以上、より好ましくは１８ｍｍ以上である。コンデンサ素子２の全長（Ｘ）の上限値は、好ましくは２８ｍｍ以下、より好ましくは２３ｍｍ以下である。

＜作用効果＞
第１実施形態と同様に、本実施形態に係るケースレスコンデンサ１も、一対のバスバー６００間に交流電圧を印加することにより充電及び放電を繰り返す。これにより、コンデンサ素子２に熱が発生し得る。

上記の熱を外部に放出すべく、本実施形態では、コンデンサ素子２の全長（Ｘ）を１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下としている。全長（Ｘ）が長すぎると、放熱効果が飽和し得るが（図５参照）、全長（Ｘ）が３０ｍｍ以下であれば、全長（Ｘ）は長いほど、コンデンサ素子２と金属板９とが近接する面積が増加する。

したがって、本実施形態によれば、コンデンサ素子２で発生した熱を外部に放出しやすい。なお、全長（Ｘ）の数値範囲の技術的意義については、実施例の項において、実験データを示しながら明確にしている（図５参照）。

４．第４実施形態
次に第４実施形態に係るケースレスコンデンサ１について、図面を参照して説明する。第４実施形態では、第１～３実施形態と同様の構成要素には第１～３実施形態と同一の符号を付して詳細な説明を省略する場合がある。

＜第１端面電極及び第２端面電極の厚さ＞
第１端面電極６１及び第２端面電極６２の厚さ（Ｙ）が０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である（図１Ｂ参照）。なお、本実施形態では、コンデンサ素子２の扁平率（Ｂ／Ａ）が２．０以上１０．０以下の範囲を逸脱していてもよい。

電極厚（Ｙ）が０．５ｍｍ以上であることで、放熱性の低下を抑制することができる。一方、電極厚（Ｙ）が１．５ｍｍ以下であることで、はんだ濡れ性の低下を抑制することができる。

電極厚（Ｙ）の下限値は、好ましくは０．７ｍｍ以上、より好ましくは１．０ｍｍ以上である。なお、第１端面電極６１の厚さ（Ｙ１）と第２端面電極６２の厚さ（Ｙ２）とは同じでも異なってもよい。

＜作用効果＞
第１実施形態と同様に、本実施形態に係るケースレスコンデンサ１も、一対のバスバー６００間に交流電圧を印加することにより充電及び放電を繰り返す。これにより、コンデンサ素子２に熱が発生し得る。

上記の熱を外部に放出すべく、本実施形態では、第１端面電極６１及び第２端面電極６２の厚さ（Ｙ）を０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下としている。電極厚（Ｙ）が厚すぎると、はんだ濡れ性が低下し得るが、電極厚（Ｙ）が１．５ｍｍ以下であれば、電極厚（Ｙ）は厚いほど、第１端面電極６１及び第２端面電極６２と金属板９とが近接する面積が増加する。金属板９と同様に、第１端面電極６１及び第２端面電極６２は、封止部７に比べて熱伝導性が高いので、第１端面電極６１及び第２端面電極６２から金属板９に熱が逃げやすくなる。

したがって、本実施形態によれば、コンデンサ素子２で発生した熱を外部に放出しやすい。なお、電極厚（Ｙ）の数値範囲の技術的意義については、実施例の項において、実験データを示しながら明確にしている（図６参照）。

以下、本開示を実施例によって具体的に説明する。

１．サンプル
放熱効果を評価するため、コンデンサ素子２（巻回型）の寸法を変えて、図１Ａ～図１Ｃに示すケースレスコンデンサ１を２０個（サンプル１～２２）製造した（表１参照）。なお、各サンプルの静電容量は１１５μＦである。また各サンプルの封止部７は、エポキシ樹脂の硬化物で形成されている。封止部７の幅（Ｗ）は（Ｂ＋５）ｍｍ、封止部７の高さ（Ｈ）は（Ａ＋５）ｍｍ、封止部７の全長（ＴＬ）は（Ｘ＋６）ｍｍである。

各サンプルの第１誘電体フィルム２１０は、厚さ２．０μｍのポリプロピレン（ＰＰ）フィルムである。第２誘電体フィルム２２０は、第１誘電体フィルム２１０と同じである。

各サンプルの第１金属化フィルム２１は、アルミニウムが蒸着されて厚さ２０ｎｍの蒸着部２１ａが形成されている。第２金属化フィルム２２の蒸着部２２ａは、第１金属化フィルム２１の蒸着部２１ａと同じである。

各サンプルの金属板９は、厚さ１ｍｍのアルミニウム板である。

各サンプルの絶縁層８は、エポキシ樹脂接着剤の硬化物で形成されている。絶縁層８の厚さは、０．３ｍｍである。

各サンプルの第１端面電極６１及び第２端面電極６２の材質は、亜鉛である。

各サンプルのコンデンサ素子２の全長（Ｘ）、コンデンサ素子２の幅（Ｂ）、平面間距離（Ａ）、電極厚（Ｙ）、及びコンデンサ素子２の扁平率（Ｂ／Ａ）は、表１に示すとおりである。電極厚（Ｙ）は、第１端面電極６１及び第２端面電極６２の各々の厚さである。つまり、第１端面電極６１の厚さ（Ｙ１）と第２端面電極６２の厚さ（Ｙ２）とは同じである。

２．評価方法
８５℃の雰囲気下において、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、金属板９を下にしてケースレスコンデンサ１を６５℃の冷却板９０の上に置いた。このように、金属板９と冷却板９０とを接触させた。この状態で十分に時間が経過して平衡に達したときのケースレスコンデンサ１の温度を測定し、この温度を基準温度（通電前の温度）とした。なお、ケースレスコンデンサ１の温度の測定点は、コンデンサ素子２の第１平面４１の中央部である。温度の測定は、熱電対を用いて行った。

次に一対のバスバー６００間に周波数１０ｋＨｚの交流電流１００Ａを通電し、この状態で十分に時間が経過して平衡に達したときのケースレスコンデンサ１の温度を測定し、この温度を通電後の温度とした。

そして、通電後の温度と通電前の温度との差から、基準温度に対する上昇温度（△Ｔ）を求めた。各サンプルの上昇温度（△Ｔ）を表１に示す。表１の実験データを解析することにより、放熱効果に関して以下のような知見が得られた。

３．結果
（１）扁平率（Ｂ／Ａ）
表２は、表１中の一部のサンプルを抜き出して作成されたものである。

図３は、表２の実験データを用いて作成されたグラフである。すなわち、横軸に扁平率（Ｂ／Ａ）、縦軸に上昇温度（△Ｔ）をとって、表２の実験データをプロットすると、図３に示すようなグラフが得られた。図３中、Ｙ（０．５）は、電極厚（Ｙ）が０．５ｍｍの場合の曲線、Ｙ（１．０）は、電極厚（Ｙ）が１．０ｍｍの場合の曲線、Ｙ（２．０）は、電極厚（Ｙ）が２．０ｍｍの場合の曲線を示す。

図３からコンデンサ素子２の扁平率（Ｂ／Ａ）が２．０以上であることで、上昇温度（△Ｔ）を２５℃よりも低くできると考えられる。また放熱効果に限って言えば、コンデンサ素子２の扁平率（Ｂ／Ａ）は５．０より大きくても問題が無いように考えられる。

（２）平面間距離（Ａ）
表３は、表１中の一部のサンプルを抜き出して作成されたものである。

図４は、表３の実験データを用いて作成されたグラフである。すなわち、横軸に平面間距離（Ａ）、縦軸に上昇温度（△Ｔ）をとって、表３の実験データをプロットすると、図４に示すようなグラフが得られた。

図４からコンデンサ素子２の平面間距離（Ａ）が３０ｍｍ以下であることで、上昇温度（△Ｔ）を２０℃よりも低くできると考えられる。また放熱効果に限って言えば、コンデンサ素子２の平面間距離（Ａ）は２０ｍｍより短くても問題が無いように考えられる。

また表１中のサンプル２１の結果から、平面間距離（Ａ）が１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下であれば、コンデンサ素子２の扁平率（Ｂ／Ａ）が２．０以上１０．０以下の範囲を逸脱していても、上昇温度（△Ｔ）を２５℃よりも低くできることが確認された。

（３）全長（Ｘ）
表４は、表１中の一部のサンプルを抜き出して作成されたものである。

図５は、表４の実験データを用いて作成されたグラフである。すなわち、横軸に全長（Ｘ）、縦軸に上昇温度（△Ｔ）をとって、表４の実験データをプロットすると、図５に示すようなグラフが得られた。

図５からコンデンサ素子２の全長（Ｘ）が３０ｍｍを超えると、上昇温度（△Ｔ）がほぼ横這いになることが分かる。また図５からコンデンサ素子２の全長（Ｘ）が３０ｍｍ以下であることで、上昇温度（△Ｔ）を２２℃よりも低くできると考えられる。また放熱効果に限って言えば、コンデンサ素子２の全長（Ｘ）は１８ｍｍより小さくても問題が無いように考えられる。

また表１中のサンプル２２の結果から、コンデンサ素子２の全長（Ｘ）が１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下であれば、コンデンサ素子２の扁平率（Ｂ／Ａ）が２．０以上１０．０以下の範囲を逸脱していても、上昇温度（△Ｔ）を２５℃よりも低くできることが確認された。

（４）電極厚（Ｙ）
表５は、表１中の一部のサンプルを抜き出して作成されたものである。

図６は、表５の実験データを用いて作成された棒グラフである。図６から、放熱効果に限って言えば、電極厚（Ｙ）は厚いほど好ましいと考えられる。

また表１中のサンプル２２の結果から、電極厚（Ｙ）が０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であれば、コンデンサ素子２の扁平率（Ｂ／Ａ）が２．０以上１０．０以下の範囲を逸脱していても、上昇温度（△Ｔ）を２５℃よりも低くできることが確認された。

一方、表６は、表５中のサンプル１、２、４にサンプル２３を加えて作成されたものである。サンプル２３の電極厚（Ｙ）は１．５ｍｍである。

サンプル１、２、４、２１のはんだ濡れ性を接触角により評価した。接触角は、協和界面科学株式会社製「自動接触角計 ＤＭｅ－２０１」を用いて測定した。評価基準は、以下のとおりである。

Ａ：接触角が３０°未満
Ｂ：接触角が３０°以上４５°未満
Ｃ：接触角が４５°超。

表６から、はんだ濡れ性に限って言えば、電極厚（Ｙ）は２．０ｍｍよりも薄い方が有利であることが分かる。

１ ケースレスコンデンサ
２ コンデンサ素子
３１ 第１端面
３２ 第２端面
４１ 第１平面
４２ 第２平面
５ 本体部
６１ 第１端面電極
６２ 第２端面電極
７ 封止部
８ 絶縁層
９ 金属板
Ａ 平面間距離
Ｂ 幅
Ｄ１ 第１方向
Ｄ２ 第２方向
Ｄ３ 第３方向
Ｌ 全長
Ｔ 厚さ

Claims (7)

1. 第１方向に延び、前記第１方向の一方側に第１端面、及び前記第１方向の他方側に第２端面を持ち、かつ前記第１方向に直交する第２方向の一方側に第１平面、及び前記第２方向の他方側に第２平面を持つ本体部と、前記第１端面に設けられた第１端面電極と、前記第２端面に設けられた第２端面電極と、を有するコンデンサ素子と、
   前記コンデンサ素子を封止する封止部と、
   前記コンデンサ素子の前記第２平面と絶縁層を介して対向し、かつ前記絶縁層に固定されて外部に露出した金属板と、を備え、
   前記封止部は、前記金属板と対向する面を除き、全体が外部に露出しており、
   前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向に沿った前記コンデンサ素子の幅（Ｂ）の、前記第１平面と前記第２平面との平面間距離（Ａ）に対する比の値である扁平率（Ｂ／Ａ）が２．０以上１０．０以下である、
   ケースレスコンデンサ。
2. 前記第１端面電極及び前記第２端面電極の厚さが０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である、
   請求項１に記載のケースレスコンデンサ。
3. 前記平面間距離（Ａ）が１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下である、
   請求項１又は２に記載のケースレスコンデンサ。
4. 前記コンデンサ素子の前記第１方向に沿った全長が１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下である、
   請求項１～３のいずれか１項に記載のケースレスコンデンサ。
5. 第１方向に延び、前記第１方向の一方側に第１端面、及び前記第１方向の他方側に第２端面を持ち、かつ前記第１方向に直交する第２方向の一方側に第１平面、及び前記第２方向の他方側に第２平面を持つ本体部と、前記第１端面に設けられた第１端面電極と、前記第２端面に設けられた第２端面電極と、を有するコンデンサ素子と、
   前記コンデンサ素子を封止する封止部と、
   前記コンデンサ素子の前記第２平面と絶縁層を介して対向し、かつ前記絶縁層に固定されて外部に露出した金属板と、を備え、
   前記封止部は、前記金属板と対向する面を除き、全体が外部に露出しており、
   前記第１端面電極及び前記第２端面電極の厚さが０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である、
   ケースレスコンデンサ。
6. 前記第１平面と前記第２平面との平面間距離が１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下である、
   請求項５に記載のケースレスコンデンサ。
7. 前記コンデンサ素子の前記第１方向に沿った全長が１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下である、
   請求項５又は６に記載のケースレスコンデンサ。