JPH1041187A - 金属蒸着フィルム及びそれを用いたコンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】誘電体フィルム上に金属蒸着膜と該金属蒸
着膜との絶縁を図るために設けられたフリーマージン、
および該金属蒸着膜を分画し、かつ分画された金属蒸着
膜部同志、または該分画された金属蒸着膜部と外部との
電気的結合をとるための金属蒸着膜部とを電気的に結合
するための隘路部を有する絶縁部（以下保安機構マージ
ンと称す）とを有し、かつ該隘路を形作る少なくとも一
方の保安機構マージン部の端部が突起部を有し、該隘路
の少なくとも片側が該突起形状に窪んだ形をしているこ
とを特徴とする金属蒸着フィルム。 【効果】コンデンサの作り方、あるいは使用条件にかか
わらず、保安機能が働く金属蒸着フィルムを提供するも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電気・電子回路に用
いられるコンデンサ用金属蒸着フィルム、特に保安機構
付き金属蒸着フィルムとそれを用いたコンデンサに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】コンデンサの安全性を高めるため特許第
１３２７５９号、欧州特許公開００１７５５６１、ドイ
ツ特許１０７９２０３、特公平１−３０２８４号公報、
特開平７−８６０８８号公報、あるいは特開平４−２２
５５０８号公報などにおいて、金属蒸着膜を絶縁体部で
分画し、かつ該絶縁体部で分画された蒸着膜部同志、あ
るいは該分画された蒸着膜部と外部との電気的結合をと
るための金属蒸着膜部とを電気的に結合するために該絶
縁体部に隘路部を有する絶縁体部（以下保安機構マージ
ンと称す）を設けた保安機構マージン付コンデンサ用金
属蒸着フィルムが提案されている。本提案の思想は金属
蒸着フィルムが絶縁破壊した際、該破壊部を通じて流れ
る電流によって隘路部の金属蒸着膜が溶断し、電流の流
れを遮断し、つまり保安機能が働きコンデンサの破壊を
防ぐことにある。

【０００３】しかるに、これらの保安機構マージンを設
けても理想的にコンデンサの破壊を防げないのが実態で
ある。ある容量のコンデンサに有効な保安機構マージン
でも容量が変われば保安機能が働かなかったり、含浸剤
の有無、種類によって保安機構マージンの有効性が変わ
り、さらにコンデンサを使用する環境温度が高くなるに
つれ、一般的に保安機能が働かなくなる傾向が見られ
る。

【０００４】有効に働く保安機構マージンとして特公平
１−２１６１３号公報では隘路部に流れる電流を１ｍＡ
／ｓｅｃで上昇させていき、１０ｍＡ〜１Ａで切れる隘
路部を形成することを提案している。しかしながら該電
流範囲内で切れる保安機構マージンをもった蒸着フィル
ムでもコンデンサの破壊をもたらすことが多く、特に含
浸剤のあるコンデンサ、あるいは高温下において保安機
能が働かないことが多い。事実保安機構マージンの機能
を規定したＪＩＳＣ４９０８−１９８５、８．１５．２
の方法によって機能した保安機構付マージンの隘路部の
破壊パターンと特公平１−２１６１３号公報に規定した
方法によって破壊した隘路部の破壊パターンは全く異な
っており、両方法の間の隘路破壊パターンの機構が異な
っていることを示している。

【０００５】特公平１−２１６１３号公報では１ｍＡ／
ｓｅｃとゆっくりした早さで電流を増加させていくた
め、隘路部の抵抗によるジュール熱で隘路部のフィルム
が収縮し、これによって蒸着膜に亀裂が入り、亀裂が隘
路部を横断し、両端の保安機構マージンにつながった
際、はじめて隘路部が破断する。熱収縮はフィルムの温
度が上がって起きるが、フィルムの温度上昇は同じジュ
ール熱が加わってもコンデンサのフィルム層間の熱伝導
性で変わり、したがって含浸、無含浸によって同じ隘形
状路、蒸着膜抵抗でも破断する電流が異なる。

【０００６】一方、ＪＩＳＣ４９０８−１９８５、８．
１５．２のテストによる隘路部の破壊では隘路部のフィ
ルムは熱収縮しておらず、また熱収縮が有った場合では
極めて細く弱い収縮が見られるのみであり、破断の機構
が異なっていることを示している。

【０００７】また特開平４−２２５５０８号公報では隘
路部を形成する保安機構マージンの先端（自由端と称し
ている）を半円状にし、隘路部を形作ることが提案され
ているがこのような形状でも保安機能が働かないケース
が多い。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明はコンデンサの
作り方、あるいは使用条件にかかわらず、保安機能が働
く金属蒸着フィルムを提供することを目的とするもので
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明とは、誘電体フィ
ルム上に金属蒸着膜と該金属蒸着膜との絶縁を図るため
に設けられたフリーマージン、および該金属蒸着膜を分
画し、かつ分画された金属蒸着膜部同志、または該分画
された金属蒸着膜部と外部との電気的結合をとるための
金属蒸着部とを電気的に結合するための隘路部を有する
絶縁部（以下保安機構マージンと称す）とを有し、かつ
該隘路を形作る保安機構マージン部の少なくとも一方の
保安機構マージンが突起部を有し、該隘路の少なくとも
片側が該突起形状に窪んだ形をしていることを特徴とす
る金属蒸着フィルムである。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明でいう誘電体フィルムとは
天然、半合成、合成高分子樹脂をフィルム状に成形した
もので、中でも合成高分子樹脂からなる誘電体フィルム
が耐熱性、機械特性、電気特性、物理特性、物理化学特
性の点からより好ましい。好ましい合成高分子樹脂とし
てポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド
樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリカーボネイト樹脂、
ポリスルフォン樹脂、ポリフェニレン樹脂、ポリアリレ
ート樹脂、フッ素樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアリレ
ン樹脂などを用いることが出来る。特にポリプロピレ
ン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタ
レート、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネイ
ト、ポリスチレンが機械特性、電気特性の点からより好
ましい。

【００１１】また金属蒸着膜とはＡｌ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｆ
ｅ、Ｎｉ、Ｃｒなどの金属、あるいはこれらの合金など
のコンデンサの電極として有用な導電性の蒸着膜（蒸
着、スパッタリングなどによって形成された薄膜）をさ
す。

【００１２】以下本発明の一実施態様の金属蒸着フィル
ムの概略図である図１を用いて、より詳細に本発明を説
明する。

【００１３】図１（Ａ）において金属蒸着フィルム１に
はコンデンサの対電極との電気的絶縁性を保つため絶縁
体からなるフリーマージン２が設けられている。フリー
マージン２は蒸着時に金属を付着しないようにするか、
あるいは絶縁体である金属酸化物を蒸着するなどして形
成できる。

【００１４】コンデンサの電極となる金属蒸着膜３は隘
路６を有する保安機構マージン５によって分画されてい
る。隘路６はコンデンサの端子と電気的結合をとるため
の金属蒸着膜部４と分画された金属蒸着膜３、あるいは
図５、図６、図７、図８のように分画された金属蒸着膜
３同志を電気的に連絡している。

【００１５】図１（Ｂ）は図１（Ａ）の隘路６の拡大図
（（Ｂ）部の拡大図）であるが、本発明の金属蒸着フィ
ルムの特徴は図１（Ｂ）のごとく隘路６を形作る保安機
構マージン５の少なくとも片方が突起部７を有してお
り、隘路６の少なくとも片側が該突起部７の突起にて窪
んでいることである。

【００１６】従来の保安機構マージンの隘路は図２
（Ａ）のごとく窪みがなかったり、あるいは図２（Ｂ）
のごとく半円状の窪みであった。コンデンサ容量が大き
い場合は誘電体フィルムが絶縁破壊した際、大電流が一
瞬に流れ、蒸着金属が破断し、保安機能が働きやすいが
図２の従来の隘路では保安機能が働かないケースが多々
あり、この場合一挙にコンデンサの破壊へつながるケー
スが多かった。また、逆に絶縁破壊部が小さく、該絶縁
破壊部でおこる放電による微少な電流が間欠的に流れる
場合、図２の従来の隘路ではは保安機能が働きにくく、
絶縁破壊部の上下の蒸着フィルムが該放電によって温度
が上がり、絶縁低下して、絶縁破壊が上下のフィルムで
もおこり、ついにはコンデンサの破壊につながるケース
があった。

【００１７】微少な電流によっても隘路６が破断するよ
うに隘路６の間隔ａを狭くしたり、あるいは隘路６の蒸
着膜厚を薄くし、隘路６の電気抵抗を高くする方法が考
えられるが、該方法ではコンデンサで発生するコロナ放
電によって隘路６が破断し、コンデンサ容量が経時的に
低下したり、あるいはｔａｎδが高くなる問題がある。

【００１８】これに対し、本発明のように隘路６を形作
る保安機構マージン５の端部に突起部７を設け、隘路６
に該突起にて窪みをつけると、隘路６の電気抵抗が低く
ても、また微少な電流においても、該突起部の先端より
隘路部の金属蒸着膜の破断が反対側の保安機構マージン
の先端部へと容易に進展し、隘路６の金属蒸着部を容易
に破断することを実験的に見出した。

【００１９】該突起部７の形状は、金属蒸着フィルム１
の全隘路６を安定した一定のの形に形成でき、かつ保安
機能が働くことから特に三角形が望ましい。また該突起
部７の数は図３（Ａ）のごとく二つ以上設けても良い。

【００２０】該突起部７は図１（Ｂ）のごとく隘路６の
片側のみでもよく、あるいは図３（Ｂ）、図３（Ｃ）の
ごとく両側に設けてもよい。図１（Ｂ）のごとく隘路６
の片側のみに設け、かつ反対側は半円状にするのが、保
安機能が最も安定して機能することからより望ましい。

【００２１】図３（Ｄ）、（Ｅ）は本発明の保安機構マ
ージンの別の一例である。

【００２２】本発明の保安機構マージンの形成方法は特
に限定されないが、特開昭６３−１１４９５６号公報、
特開平６−１３６５１３号公報あるいは特開平４−２２
５５０８号公報の図１記載の方法にて蒸着前に保安機構
マージンの形状に油を転写、または特開平１−１１１３
号公報のごとく蒸発付着させ、蒸着金属の付着を防ぎ、
保安機構マージンを形成する方法が多数の隘路６の形状
をより同一形状にすることができるうえで好ましい。な
おこのような方法で保安機構マージンを形成した場合保
安機構マージン形状の端部にぼけが生じ図４のごとく突
起部７の先端部に若干丸みが生じる場合があるが、本発
明はこれらの状態を排除するものではない。

【００２３】フリーマージン２の幅、保安機構マージン
の幅ｂ、ｃ、隘路６の幅ａ、および分画された金属蒸着
膜３の面積はコンデンサの定格電圧、容量、誘電体の種
類、厚み、金属蒸着膜の種類、膜抵抗値などのコンデン
サの仕様によって好ましく決定される。

【００２４】また本発明の金属蒸着フィルムの分画され
た金属蒸着膜のパターンは特に限定されるものではな
く、図１、図５、図６、図７、図８、図９、図１０など
種々のパターンを採用することができる。

【００２５】本発明の金属蒸着フィルム同志、あるいは
本発明の金属蒸着フィルムと保安機構マージンのない蒸
着フィルムとを巻回、または積層し、通常の方法によっ
てコンデンサを作ることによって、極めて保安性の高い
コンデンサを作ることができる。

【００２６】なお、本発明は金属蒸着フィルムの保安機
構マージンパターンを一つの誘電体の両側に設け、金属
蒸着されていない誘電体フィルムと巻回、積層したコン
デンサ、あるいは保安機構マージン付金属蒸着フィルム
の間に金属蒸着されていない誘電体フィルムを入れ、巻
回、積層したコンデンサなどを除外するものではない。

【００２７】

【評価方法】

（１）保安機能性評価方法 ＪＩＳＣ４９０８−１９８５、８．１５．２にもとづき
テストした。なお放電用コンデンサＣ０の容量はテスト
コンデンサの容量と同容量、および２倍とした。またテ
ストの環境条件は８５℃とした。

【００２８】

【実施例】

実施例１、比較例１ 厚さ５μｍのポリプロピレンフィルムにて図１のパター
ンの保安機構マージンをもつ、Ｚｎ−Ａｌの合金蒸着膜
からなる幅６３０ｍｍの金属蒸着フィルムを作成した。
フリーマージン２の幅ｄ＝２．０ｍｍ、分画された金属
蒸着膜３の面積は１５３５ｍｍ² 、保安機構マージンの
幅ｂ＝０．４５ｍｍ、ｃ＝０．３０ｍｍ、隘路６は一つ
の分画された金属蒸着膜３に３個形成し、かつ隘路６の
幅ａ＝０．３５ｍｍで隘路６の片方を形作る保安機構マ
ージン５の端部は直径０．４５ｍｍの半円状で、他方を
形作る保安機構マージン５の端部は三角形状の突起部７
よりなり、該突起部７の三角形は底辺０．４５ｍｍ、高
さ０．４０ｍｍの正三角形形状とした。外部との電気的
結合をとる金属蒸着膜部４（メタリコンが金属密着する
部分）、および隘路６の金属蒸着膜抵抗４Ω／□、分画
された金属蒸着膜３の金属蒸着膜抵抗８Ω／□とした。

【００２９】比較として図２（Ｂ）のごとく隘路６の両
側の保安機構マージンの端部を直径０．４５ｍｍの半円
状とした以外はすべて同仕様の金属蒸着フィルムを作成
した。

【００３０】なお、保安機構マージンは真空蒸着機内に
て、蒸着前にシリコーン系オイルを図１の保安機構マー
ジンのパターン状にポリプロピレンフィルムに転写し、
次いでＡｌ、Ｚｎを蒸着することによって形成した。

【００３１】これらの金属蒸着フィルムを５０ｍｍ幅に
スリット後、合わせの金属蒸着フィルムとして保安機構
マージンを有してない５μｍの通常のＺｎ−Ａｌ合金の
蒸着フィルムと巻回、メタリコンをし、熱処理後、リー
ド付けを行い、ついでプラスチックケースに入れ、エポ
キシ樹脂を充填する通常の方法で５．０μＦのコンデン
サを作成した。

【００３２】なお、合わせの金属蒸着フィルムは保安機
構のないマージンフリーマージン幅２．０ｍｍ、ヘビー
エッジ部の金属蒸着膜抵抗４Ω／□、アクティブ部の金
属蒸着膜抵抗８Ω／□の通常の蒸着フィルムを用いた。

【００３３】これらのコンデンサの保安機能性を評価し
た結果を表１に示す。表１のごとく本発明の金属蒸着フ
ィルムを用いたコンデンサは放電用コンデンサ容量が大
きくなっても安定した保安機能性を示した。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【発明の効果】本発明は、誘電体フィルム上に金属蒸着
膜と該金属蒸着膜との絶縁を図るために設けられたフリ
ーマージン、および該金属蒸着膜を分画し、かつ分画さ
れた金属蒸着膜部とを電気的に連絡するための隘路部を
有する絶縁部（以下保安機構マージンと称す）とを有
し、かつ隘路を形作る保安機構マージン部の少なくとも
一方の保安機構マージンが突起部を有し、隘路の少なく
とも片側が該突起形状に窪んだ形にすることによってコ
ンデンサの作り方、あるいは使用条件にかかわらず、保
安機能が働く金属蒸着フィルムを提供するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の保安機構マージンを有する金属蒸着フ
ィルムの一例を示した概略図および本発明の保安機構マ
ージンの隘路を形成する端部と隘路の形状を示した概略
図である。

【図２】従来の隘路の形状を示す概略図である。

【図３】本発明の保安機構マージンの隘路を形成する端
部と隘路の形状を示した概略図である。

【図４】本発明の保安機構マージンの隘路を形成する端
部と隘路の形状を示した概略図である。

【図５】本発明の保安機構マージンを有する金属蒸着フ
ィルムの一例を示した概略図である。

【図６】本発明の保安機構マージンを有する金属蒸着フ
ィルムの一例を示した概略図である。

【図７】本発明の保安機構マージンを有する金属蒸着フ
ィルムの一例を示した概略図である。

【図８】本発明の保安機構マージンを有する金属蒸着フ
ィルムの一例を示した概略図である。

【図９】本発明の保安機構マージンを有する金属蒸着フ
ィルムの一例を示した概略図である。

【図１０】本発明の保安機構マージンを有する金属蒸着
フィルムの一例を示した概略図である。

【符号の説明】

１：金属蒸着フィルム ２：フリーマージン ３：分画された金属蒸着膜部 ４：コンデンサの外部との電気的結合をとるための金属
蒸着膜部 ５：保安機構マージン ６：隘路 ７：本発明の隘路を形作る保安機構マージン端部の突起
部 ａ：隘路の幅 ｂ：保安機構マージンの幅 ｃ：保安機構マージンの幅 ｄ：フリーマージンの幅

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体フィルム上に金属蒸着膜と該金属
   蒸着膜との絶縁を図るために設けられたフリーマージ
   ン、および該金属蒸着膜を分画し、かつ分画された金属
   蒸着膜部同志、または該分画された金属蒸着膜部と外部
   との電気的結合をとるための金属蒸着膜部とを電気的に
   結合するための隘路部を有する絶縁部（以下保安機構マ
   ージンと称す）とを有し、かつ該隘路を形作る少なくと
   も一方の保安機構マージン部の端部が突起部を有し、該
   隘路の少なくとも片側が該突起形状に窪んだ形をしてい
   ることを特徴とする金属蒸着フィルム。
2. 【請求項２】 隘路を形作る保安機構マージンの一方が
   半円にて隘路を形成し、かつもう一方の保安機構マージ
   ンが突起状にて隘路を形成することを特徴とする請求項
   １に記載の金属蒸着フィルム。
3. 【請求項３】 隘路を形作る保安機構マージンの両方が
   突起部を有し、突起状にて隘路を形成していることを特
   徴とする請求項１に記載の金属蒸着フィルム。
4. 【請求項４】 分画された一つの金属蒸着膜部と該金属
   蒸着膜部と隣接した他の一つの分画された金属蒸着膜部
   とを電気的に連絡するための隘路、または分画された一
   つの金属蒸着膜部と外部との電気的結合をとるための隘
   路が二つ以上あることを特徴とする請求項１〜請求項３
   のいずれかに記載の金属蒸着フィルム。
5. 【請求項５】 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の
   金属蒸着フィルムを用いてなることを特徴とするコンデ
   ンサ