JPH0434810B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、金属化フイルムコンデンサに関し、
特にその金属薄膜電極の構成に関する。

従来例の構成とその問題点 従来より金属化フイルムコンデンサの金属薄膜
電極の構成には種々のものがあるが、構成の容易
さと価格とから、亜鉛単体、アルミニウム単体の
構成がほとんどを占めている。亜鉛とアルミニウ
ムとを二層にしたり、両者の合金とすることも、
公知ではあるが、製造の繁雑さに比べるとその効
果は大きなものではなかつた。亜鉛の問題点は、
耐湿性に欠ける点と、部分放電による活性酸素と
の反応が鈍く、プラスチツクフイルムを劣化させ
やすいことである。アルミニウムの問題点は、亜
鉛と逆に部分放電による活性酸素との反応が速
く、プラスチツクフイルムを酸化劣化から守るこ
とはできるが、金属薄膜電極自体が酸化して酸化
アルミニウムに変化し、静電容量の減少が大きい
ことである。この静電容量の減少は特に高温連続
耐用試験で著しい。

発明の目的 本発明の目的は、部分放電による活性酸素によ
り、プラスチツクフイルムも金属薄膜電極も酸化
劣化させないような金属化フイルムコンデンサを
供することである。

発明の構成 本発明の構成は、プラスチツクフイルムの両表
面に亜鉛またはアルミニウムを蒸着した両面金属
化フイルムとプラスチツクフイルムの両表面にシ
リコンの薄膜を設けた合せフイルムとを重ねて巻
回または積層したことを特徴とする。上記両面金
属化フイルムと合せフイルムとは異種のプラスチ
ツクフイルムを用いることもできる。

実施例の説明 上記構成は、簡単に言えば、従来の合せフイル
ムに代えて、両表面にシリコンの薄膜を設けた合
せフイルムを用いることである。この構成は、従
来と同じ両面金属化フイルムを用いながら、前述
の問題点を解決する。この理由を以下に述べる。

合せフイルムの両表面に設けられたシリコンの
薄膜は、両面金属化フイルムの金属薄膜電極、す
なわち亜鉛とアルミニウムと重ねて巻回、積層さ
れる。この結果、両面金属化フイルムコンデンサ
の内部の部分放電が起こりやすい層間の隙間で
は、常にシリコンの薄膜が存在する。

さらにシリコンはアルミニウムよりも部分放電
による活性酸素との反応が速く、しかも酸化シリ
コンは絶縁物という特徴がある。この結果、アル
ミニウムの金属薄膜電極が酸化されるよりも早く
シリコンの薄膜が酸化されることにより、静電容
量の低下を防ぐことができる。

また亜鉛の金属薄膜電極とともに、シリコンの
薄膜を設けた合せフイルムを用いた場合にも、シ
リコンの薄膜が部分放電による活性酸素をいち早
く消費し、活性酸素がプラスチツクフイルムを酸
化劣化させることを防ぐ。

本発明による構成は、亜鉛またはアルミニウム
の金属薄膜電極とシリコンの薄膜とを２層にした
り、亜鉛またはアルミニウムとシリコンとの合金
を金属薄膜電極とする構成に比べて、作業の管理
が容易であるという特徴がある。

第１図は、本発明による両面金属化フイルムコ
ンデンサの一実施例の要部断面図であり、プラス
チツクフイルム１上にアルミニウム２の金属薄膜
電極を設けた両面金属化フイルムと、プラスチツ
クフイルム１上にシリコン３の薄膜を両表面に設
けた合せフイルムとを合せて巻回する構成であ
る。この構成では金属薄膜電極としてアルミニウ
ムを用いているが、これは亜鉛に変えてもよい。

なお、第１図の構成は、従来より電極端部の電
界を緩和して部分放電を抑制するために、半導体
を用いる構成と似ている。けれどもシリコンは半
導体ではあつても、薄膜化した時の面抵抗値が高
いので、電界を緩和する効果はほとんどなく、本
発明の構成において部分放電開始電圧は、シリコ
ンを用いない従来の合せフイルムを用いた両面金
属化フイルムコンデンサと変わらない。

シリコン中の不純物を増してシリコン薄膜の面
抵抗値を下げ、電界を緩和させようとすると、
tanδが高くなる欠点があり、好ましくない。本発
明の効果はシリコン薄膜の面抵抗値が高くても発
揮されるので、用いるシリコンの純度は可能な限
り、高い方が好結果をもたらすものである。

以下に具体的な実施例を述べる。

厚さ8μｍのポリプロピレンフイルムの両表面
にコロナ放電処理を施した後に、純度99.9％のシ
リコンを蒸着して面抵抗値を10¹⁰〜10¹¹Ω／口と
した合せフイルムを作成した。この合せフイルム
と8μｍのポリプロピレンフイルムにアルミニウ
ムを両面蒸着した両面金属化フイルムと重ね合せ
て巻回し、両面金属化フイルムコンデンサとし
た。また亜鉛を両面蒸着した両面金属化フイルム
を用いた両面金属化フイルムコンデンサも作成し
た。なおアルミニウムの面抵抗値は３〜4Ω／口
であり、亜鉛の面抵抗値は４〜6Ω／口である。
さらに比較用として、シリコンを蒸着しない従来
の合せフイルムを用いた両面金属化フイルムコン
デンサも同時に作成した。

作成した両面金属化フイルムコンデンサの静電
容量は各々10μFであり、亜鉛を溶射して端面電
極を設け、リード線を半田付けした後に、ポリブ
チレンテレフタレート製のケースにコンデンサ素
子を入れ、２液性のエポキシ樹脂で封止した。評
価は、高温連続耐用試験と室温連続耐用試験とで
行つた。

第２図は高温連続耐用試験における静電容量変
化率を示す図であり、従来の合せフイルムとアル
ミニウムの両面金属化フイルムとによる両面金属
化フイルムコンデンサの特性曲線をＢで、本発明
によるシリコンの薄膜を両表面に設けた合せフイ
ルムとアルミニウムの両面金属化フイルムによる
両面金属化フイルムコンデンサの特性曲線をＡで
示している。なお、試験条件は、温度70℃、課電
圧AC550Vである。第２図から明らかなように、
従来の合せフイルムを用いた両面金属化フイルム
コンデンサの特性曲線Ｂでは、JIS規格の1000時
間の課電で静電容量の変化率が±４％以内にとど
まつてはいるが、さらに課電時間が増すと静電容
量の変化は−４％を超えて低下しつづける。これ
に対して本発明によるコンデンサの特性曲線Ａで
は、静電容量の変化率は小さいばかりでなく、時
間が経過するに伴ない、単位時間当りの静電容量
の変化率が小さくなつて、静電容量が下げどまる
傾向がある。

亜鉛の金属薄膜電極を用いた両面金属化フイル
ムコンデンサでは、従来の合せフイルムを用いた
場合にも、本発明によるシリコンの薄膜を設けた
合せフイルムを用いた場合にも、高温連続耐用試
験においては、静電容量の変化率が小さく、問題
とならない。そこで室温の連続耐用試験を行い、
この時のCR値（静電容量×コンデンサ端子間絶
縁抵抗、次元は〔Ｆ×Ω〕）を測定した。これは、
高温よりも室温において金属化フイルムコンデン
サ内部の部分放電の発生量が大きいことで、アル
ミニウムに比べて自己回復性の悪い亜鉛を用いた
両面金属化フイルムコンデンサでは、CR値の低
下が問題となるからである。室温はおよそ20〜30
℃であり、課電圧はAC550Vである。第３図にこ
の結果を示す。従来の合せフイルムを用いた両面
金属化フイルムコンデンサ（特性曲線Ｄ）では、
1000時間前後でCR値の低下が起きる。第３図で
は、平均値を示しているので特性曲線は滑らかで
あるが、実際には、各試作素子により、CR値や
CR値が低下しはじめる時間はばらついている。
これに対して、本発明によるシリコンの薄膜を両
表面に設けた合せフイルムを用いた両面金属化フ
イルムコンデンサ（特性曲線Ｃ）では、4000時間
を経過しても、CR値の低下は認められかつた。

発明の効果 以上に明らかにされたように本発明によれば、
長時間の連続耐用試験に際して、信頼性に優れた
両面金属化フイルムコンデンサを供することがで
きるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による両面金属化フイルムコン
デンサの要部断面図、第２図は両面金属化フイル
ムコンデンサを高温連続耐用試験にかけた時の静
電容量の変化率を示す図、第３図は両面金属化フ
イルムコンデンサを室温連続耐用試験にかけた時
のCR値を示す図である。 １……プラスチツクフイルム、２……アルミニ
ウムまたは亜鉛、３……シリコン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ プラスチツクフイルムの両表面に亜鉛または
   アルミニウムを蒸着した両面金属化フイルムとプ
   ラスチツクフイルムの両表面にシリコンの薄膜を
   設けた合せフイルムとを重ねて巻回または積層し
   たことを特徴とする両面金属化フイルムコンデン
   サ。