JPH09270363A - 金属化フィルムコンデンサ - Google Patents
金属化フィルムコンデンサInfo
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- JPH09270363A JPH09270363A JP8103396A JP10339696A JPH09270363A JP H09270363 A JPH09270363 A JP H09270363A JP 8103396 A JP8103396 A JP 8103396A JP 10339696 A JP10339696 A JP 10339696A JP H09270363 A JPH09270363 A JP H09270363A
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Abstract
との間におけるコロナ放電を抑制すると共に、電極膜の
他方の端部と該外部電極との接続部分における電解腐食
をも抑制することができる金属化フィルムコンデンサの
実現。 【解決手段】 一対の誘電体フィルム12の表面に、一側
辺に沿ってマージン部24が残されるように電極膜13を蒸
着させて金属化フィルム14と成し、両金属化フィルム14
をそれぞれのマージン部24が反対側に配されるように積
層し、これを巻回してコンデンサ素子16を形成すると共
に、コンデンサ素子16の両端面に金属材料を溶射して外
部電極18を形成して成る金属化フィルムコンデンサ10に
おいて、電極膜13及びマージン部24と接する外部電極の
内層18aを、仕事関数が比較的大きく、かつ電極膜13を
構成する金属材料の電極電位と近似した電極電位を備え
た金属材料によって構成した。
Description
ンデンサに係り、特に、メタリコン製外部電極の構成を
工夫することにより、寿命特性や信頼性の向上を図った
金属化フィルムコンデンサに関する。
リプロピレンやポリエチレン等より成る一対の誘電体フ
ィルムの表面に、それぞれアルミニウムより成る電極膜
を蒸着させて金属化フィルムと成し、両者を積層した後
に巻回して終端部を止着し、これに加熱及び加圧処理を
施してコンデンサ素子を形成し、該コンデンサ素子の両
端面に金属材料を溶射してリード端子接続用の外部電極
(メタリコン電極)を形成して成る。上記誘電体フィル
ムの表面には、それぞれ一方の側辺に沿って所定の幅で
マージン部(すなわち電極膜に覆われない部分)が確保
されており、各マージン部が反対側に配されるように両
者は積層・巻回されている。
フィルムコンデンサ50の内部構造を示す断面図であり、
各電極膜13が、それぞれ誘電体フィルム12を間に介して
対向配置されている様子が描かれている。また、積層さ
れた各電極膜13の第1の端部13aは、それぞれ交互に左
右の外部電極52に接続されている。さらに、各電極膜13
の第2の端部13b(誘電体フィルム12のマージン部24と
接する側の端部)と左右何れかの外部電極52との間に
は、マージン部24に対応した空隙32が形成されている。
に配され、電極膜の第1の端部13aやマージン部24と接
する第1の層52aと、コンデンサ素子の外側に配され、
リード端子との接続に供される第2の層52bから成る二
層構造を備えている。また、上記第1の層52aは、電極
膜13との接続性を考慮して鉛(50〜60%)、アンチモン
(0.5〜1.5%)、スズ(30〜40%)、銅(0.05〜1
%)、亜鉛(2〜5%)の合金によって構成され、上記
第2の層52bは、ハンダ付性を考慮して鉛(70〜80%)
とスズ(20〜30%)の合金によって構成される。
第2の端部13bと外部電極の第1の層52aとの間に形成
される上記空隙32は、本来、上記マージン部24に対応し
た十分な幅が確保されるべきであるが、実際には外部電
極52の形成に際して、溶融したメタリコンが上記空隙32
に侵入する結果、その幅がかなり狭小化することとな
る。しかも、侵入したメタリコンの表面は不均一な形状
となり、尖鋭部が生じるため、そこに電界が集中し、比
較的低い電圧で外部電極の第1の層52aと電極膜の第2
の端部13bとの間に沿面コロナ放電が生成される。この
沿面コロナ放電は、やがて空隙32における空間放電に移
行し、そのコロナ放電による熱エネルギによって、電極
膜13が加熱されると共に、誘電体フィルム12が熱劣化
し、甚だしい場合には絶縁破壊が生じて、当該誘電体フ
ィルム12の上下に配された電極膜13,13間が短絡するこ
ととなる。
体フィルムに部分的な絶縁破壊が生じて電極膜間が短絡
しても、すぐに絶縁性を回復する自己回復性を備えてい
るのであるが、コロナ放電が頻繁に発生する状況下で
は、部分的絶縁破壊の発生回数も増加し、誘電体フィル
ムの静電容量が変動したり、終局的な熱破壊に至ること
となる。例えば、フィルムコンデンサには一般に製品の
安全性を考慮して種々の安全規格が定められており、あ
る安全規格の耐電圧試験では1500Vrmsの試験電圧
を60秒間印加しても絶縁破壊が生じないことや、絶縁抵
抗、静電容量あるいは誘電正接が規格の許容差内に止ま
っていることが要求されるため、コロナ放電の生成を可
能な限り抑える必要がある。
的大きい金属であり、他の金属と接触すると両者間に電
位差が生じ、そこに局部電池が構成されて電解腐食を生
じさせ易いという特性を有している。したがって、アル
ミニウムより成る電極膜の第1の端部13aと、鉛やアン
チモン等の合金より成る外部電極の第1の層52aとの接
続部分においては、時間が経過するにつれて電解腐食が
生ずる。上記電極膜13は、厚さが250〜400オング
ストロームと非常に薄く被着されているため、この電解
腐食による影響を大きく受けることとなり、具体的には
その抵抗値が徐々に上昇してコンデンサとしての特性が
劣化してしまう。
解決するために案出されたものであり、電極膜の一方の
端部と外部電極との間におけるコロナ放電の生成と、電
極膜の他方の端部と外部電極との接続部分における電解
腐食の発生を有効に抑制でき、長寿命で信頼性の高い金
属化フィルムコンデンサを実現することを目的とする。
めに、本発明に係る金属化フィルムコンデンサは、一対
の誘電体フィルムの表面に、それぞれ一側辺に沿ってマ
ージン部が残されるように電極膜を蒸着させて金属化フ
ィルムと成し、両金属化フィルムをそれぞれのマージン
部が反対側に配されるように積層し、これを巻回してコ
ンデンサ素子を形成すると共に、該コンデンサ素子の両
端面に金属材料を溶射して外部電極を形成して成る金属
化フィルムコンデンサにおいて、上記外部電極の中、少
なくとも上記電極膜及びマージン部と接する内側部分
を、仕事関数が比較的大きく、かつ上記電極膜を構成す
る金属材料の電極電位と近似した電極電位を備えた金属
材料によって構成したことを特徴とする。
ると共に、上記外部電極の少なくとも内側部分をアルミ
ニウムによって構成することが望ましい。また、上記外
部電極を、上記電極膜及びマージン部と接する内層と、
該内層と接する中層と、該中層と接する外層とを備えた
三層構造と成し、上記内層をアルミニウムによって構成
すると共に、上記中層を鉛、アンチモン、スズ、銅、亜
鉛の合金によって構成し、上記外層を鉛とスズの合金に
よって構成してもよい。
圧が印加された際の、電極膜の端部と外部電極との間に
おけるコロナ放電生成の原理を考察すると、まずマージ
ン部に対応して形成される空隙中において、初期電子が
プラス側の電極に移動し、空隙内に存在するガス(空
気:O2、N2、CO2)に衝突してこれををイオン化さ
せる(α作用あるいは電子雪崩)。つぎに、このイオン
化されたガスはマイナス側の電極に引かれて行き、当該
マイナス側電極に衝突したイオンは、電極材料自身がも
つ仕事関数に応じて電極から電子を放出させる(二次電
子放出あるいはγ効果)。この場合、マイナス側電極の
仕事関数が小さいほど、大量の二次電子放出が起こり、
放電生成が促進されることとなる。したがって、上記の
ように外部電極の中、少なくとも電極膜及びマージン部
と接する内側部分を仕事関数が比較的大きい金属材料で
構成すれば、電極膜と外部電極間におけるコロナ放電の
生成を抑制することができる。因みに、従来例において
外部電極の内側部分を構成していた鉛・アンチモン・ス
ズ・銅・亜鉛合金の仕事関数は4.0〔eV〕となる。
これは、合金の場合、当該合金に含有される各金属元素
の中、最も仕事関数の小さいものの影響が強く出る傾向
にあり、仕事関数が4.0〔eV〕の鉛、同4.28〔e
V〕のアンチモン、同4.38〔eV〕のスズ、同4.4
0〔eV〕の銅、同4.29〔eV〕の亜鉛から構成さ
れる上記合金にあっては、鉛固有の仕事関数が前面に現
れることとなるためである。したがって、これよりも仕
事関数の大きな金属によって外部電極の内側部分を構成
すれば、放電生成の抑制効果をあげることができる。
を、上記電極膜を構成する金属材料の電極電位と近似し
た電極電位を備えた金属材料で構成すれば、両者間の電
位差が小さくなるため、電極膜と外部電極との接続部分
において電解腐食が生ずることを抑えることができる。
って構成すると共に、上記外部電極の中、少なくとも上
記電極膜及びマージン部と接する内側部分をアルミニウ
ムによって構成すれば、アルミニウムは仕事関数が4.
25〔eV〕と比較的大きいため電圧印加時における放
電開始電圧を高めることができ、しかも電極膜と外部電
極とを同じアルミニウムで構成することで両者間の電位
差を最小の「0」にでき、電解腐食を最小限に抑えるこ
とができて理想的といえる。
明に係る金属化フィルムコンデンサ10は、ポリプロピレ
ンやポリエチレン等より成る一対の誘電体フィルム12の
表面に、アルミニウムより成る電極膜13を蒸着させて金
属化フィルム14を形成し、両金属化フィルム14を積層し
た後に(図1)、図示しない巻取機によって巻回して終
端部を止着し、これに加熱及び加圧処理を施して扁平化
されたコンデンサ素子16を形成すると共に、該コンデン
サ素子16の両端面に所定の金属材料を溶射して外部電極
18を形成して成る(図2)。各外部電極18には、それぞ
れハンダ20を介してリード端子22が接続されている。な
お、図示は省略したが、該金属化フィルムコンデンサ10
の表面に、樹脂モールド等の適当な絶縁外装を施すこと
が望ましい。
示すように、それぞれ反対側の側辺に沿って金属材料が
蒸着されていないマージン部24が所定の幅(例えば2m
m)で形成されている。
部構造を示す断面図であり、各電極膜13,13が、それぞ
れ誘電体フィルム12を間に介して対向している様子が描
かれている。また、上記電極膜13の第1の端部13aは、
それぞれ交互に左右の外部電極18と密着接続されてい
る。また、電極膜13の第2の端部13bと外部電極18との
間には、上記マージン部24に対応した空隙32が、所定の
幅で形成されている。
側)に配された内層18aと、該内層18aと接する中層18
bと、該中層18bと接する外層18cとから成る三層構造
を備えている。また、上記内層18aはアルミニウムによ
って構成されており、中層18bは鉛(50〜60%)、アン
チモン(0.5〜1.5%)、スズ(30〜40%)、銅(0.05〜
1%)、亜鉛(2〜5%)の合金より成り、外層18cは
鉛(70〜80%)とスズ(20〜30%)の合金より成る。
18aとは、同じアルミニウムによって構成されているた
め、両者間の電極電位差は最小の「0」となり、したが
って電極膜の第1の端部13aと外部電極の内層18aとの
接続部分において電解腐食が生じることはない。また、
アルミニウムの仕事関数は4.25〔eV〕と比較的大
きいため、二次電子放出が生じにくく、したがって電極
膜の第2の端部13bと外部電極の内層18aとの間におけ
るコロナ放電の生成は抑制される。さらに、あまり融点
の高い金属材料を用いて外部電極の内層18aを構成する
と、溶射熱によって誘電体フィルム12の特性を劣化させ
てしまう虞があるが、アルミニウムは融点が660℃と
比較的低いため、これをコンデンサ素子16の両端面に溶
射しても誘電体フィルム12に大きな損傷を与えることが
なく好都合である。
ざ三層構造としたのは以下の理由による。まず、外部端
子22との接続に際してのハンダ付性を考慮すれば、鉛と
スズとの合金より成る外層18cの存在を省略することは
適当でない。一方、内層18aを構成するアルミニウムの
純水中における電極電位が−0.83〔V〕であるのに
対し、外層18cを構成する鉛・スズ合金の純水中におけ
る電極電位は−0.44〔V〕であり、両者間には開き
があり過ぎるため、内層18aと外層18cとを直接接続さ
せた場合には、接続部分における電解腐食が顕著とな
る。そこで、内層18aと外層18cとの間に、純水中にお
ける電極電位が−0.70〔V〕と両者の間に属する上
記合金より成る内層18bを、いわば緩衝層として配置さ
せたのである。
にあっては、上記のように外部電極の少なくとも内側部
分を、比較的仕事関数が大きく、かつ電極電位が電極膜
の電極電位と近似している金属材料によって構成したた
め、電極膜の一方の端部と外部電極との間の空隙におけ
るコロナ放電の生成を抑制できると共に、電極膜の他方
の端部と外部電極との接続部分における電解腐食をも抑
制できる。このため、長寿命で信頼性の高い金属化フィ
ルムコンデンサを実現することができる。
様子を示す斜視図である。
斜視図である。
構造を示す部分断面図である。
示す部分断面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 一対の誘電体フィルムの表面に、それぞ
れ一側辺に沿ってマージン部が残されるように電極膜を
蒸着させて金属化フィルムと成し、両金属化フィルムを
それぞれのマージン部が反対側に配されるように積層
し、これを巻回してコンデンサ素子を形成すると共に、
該コンデンサ素子の両端面に金属材料を溶射して外部電
極を形成して成る金属化フィルムコンデンサにおいて、
上記外部電極の中、少なくとも上記電極膜及びマージン
部と接する内側部分を、仕事関数が比較的大きく、かつ
上記電極膜を構成する金属材料の電極電位と近似した電
極電位を備えた金属材料によって構成したことを特徴と
する金属化フィルムコンデンサ。 - 【請求項2】 上記電極膜をアルミニウムによって構成
すると共に、上記外部電極の少なくとも内側部分をアル
ミニウムによって構成したことを特徴とする請求項1に
記載の金属化フィルムコンデンサ。 - 【請求項3】 上記外部電極を、上記電極膜及びマージ
ン部と接する内層と、該内層と接する中層と、該中層と
接する外層とを備えた三層構造と成し、上記内層をアル
ミニウムによって構成すると共に、上記中層を鉛、アン
チモン、スズ、銅、亜鉛の合金によって構成し、上記外
層を鉛とスズの合金によって構成したことを特徴とする
請求項1または2に記載の金属化フィルムコンデンサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8103396A JPH09270363A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 金属化フィルムコンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8103396A JPH09270363A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 金属化フィルムコンデンサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09270363A true JPH09270363A (ja) | 1997-10-14 |
Family
ID=14352907
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8103396A Pending JPH09270363A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 金属化フィルムコンデンサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09270363A (ja) |
-
1996
- 1996-03-29 JP JP8103396A patent/JPH09270363A/ja active Pending
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Legal Events
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