WO2010004700A1 - 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 Download PDF

Info

Publication number
WO2010004700A1
WO2010004700A1 PCT/JP2009/003006 JP2009003006W WO2010004700A1 WO 2010004700 A1 WO2010004700 A1 WO 2010004700A1 JP 2009003006 W JP2009003006 W JP 2009003006W WO 2010004700 A1 WO2010004700 A1 WO 2010004700A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
film
electrode
metallized
metal thin
dielectric film
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/003006
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
竹岡宏樹
久保田浩
藤井浩
大地幸和
島崎幸博
Original Assignee
パナソニック株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by パナソニック株式会社 filed Critical パナソニック株式会社
Priority to CN2009801266847A priority Critical patent/CN102089838B/zh
Priority to JP2010519629A priority patent/JP5370363B2/ja
Priority to US12/992,946 priority patent/US8451579B2/en
Publication of WO2010004700A1 publication Critical patent/WO2010004700A1/ja

Links

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
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/005—Electrodes
    • H01G4/012—Form of non-self-supporting electrodes
    • 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
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/005—Electrodes
    • H01G4/015—Special provisions for self-healing
    • 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
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/018—Dielectrics
    • H01G4/06—Solid dielectrics
    • H01G4/14—Organic dielectrics
    • H01G4/18—Organic dielectrics of synthetic material, e.g. derivatives of cellulose
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present invention relates to a metallized film capacitor that is used in various electronic devices, electrical devices, industrial devices, automobiles, and the like, and is particularly suitable for smoothing, filtering, and snubber of a motor drive inverter circuit of a hybrid vehicle.
  • Such an electric motor for HEV has a high operating voltage range of several hundred volts.
  • a capacitor used in connection with such an electric motor a metallized film capacitor having high withstand voltage and low loss electric characteristics has attracted attention.
  • the trend of adopting metalized film capacitors with a very long life is also conspicuous from the demand for maintenance-free in the market.
  • FIG. 9 is a perspective view of a conventional metalized film capacitor 501 described in Patent Document 1.
  • the metallized film 21 has a dielectric film 22 such as a polypropylene film and an electrode coating 23 formed on the surface by metal vapor deposition.
  • the electrode coating 23 extends in the longitudinal direction of the film 21.
  • the electrode coating 23 is not formed on the margin portion 22A.
  • the electrode film 23 is not formed on the slit 22B having the lattice shape.
  • the fuse portion 23B connects the segment portion 23A, which is a unit capacitor that is divided into functional portions.
  • the fuse part 23 ⁇ / b> C connects the vapor deposition electrode of the functional part arranged in the longitudinal direction of the film 21 and separated by the slit 22 ⁇ / b> C and the vapor deposition electrode of the electrode lead-out part.
  • the metallized film 24 has a dielectric film 25 such as a polypropylene film and an electrode coating 26 formed on the surface by metal vapor deposition.
  • the electrode coating 26 extends in the longitudinal direction of the film 21.
  • the electrode coating 26 is not formed on the margin portion 25A.
  • the electrode film 26 is not formed on the slit 25B having the lattice shape.
  • the fuse part 26B is connected to a segment part 26A, which is a unit capacitor into which functional parts are subdivided.
  • the fuse part 26 ⁇ / b> C connects the vapor deposition electrode of the functional part arranged in the longitudinal direction of the film 21 and separated by the slit 25 ⁇ / b> C and the vapor deposition electrode of the electrode lead-out part.
  • the metallized film capacitor 501 includes metallicon electrodes 27 and 28 for leading out external electrodes.
  • the conventional metallized film capacitor 501 is an aggregate of many unit capacitors. Fuse portions 23B, 23C, 26B, and 26C are provided between the unit capacitors and between the functional portion of the capacitor and the electrode lead-out portion. When the fuse parts 23B, 23C, 26B, and 26C are cut at the time of abnormality such as inflow of excessive current, the metallized film capacitor 501 does not break down, and the function of the capacitor is minimized while minimizing its capacitance. Secure.
  • the dielectric films 22 and 25 are generally made of polypropylene (PP) film.
  • the PP film has a low heat resistant temperature of about 110 ° C., and cannot satisfy the severe heat resistant temperature of 150 ° C. required for automobiles.
  • the material of the dielectric films 22 and 25 In order to raise the heat-resistant temperature, as the material of the dielectric films 22 and 25, the main chain of polyethylene naphthalate (PEN), polyphenylene sulfite (PPS), polyethylene terephthalate (PET), etc., ester bond, ether bond, amide bond It is conceivable to improve heat resistance by using a dielectric film containing an inorganic filler in a polymer material having a polar bond such as an imide bond. However, these films have the following problems.
  • the electrode film formed by metal vapor deposition has a self-healing (SH) effect in which when a short-circuit occurs in a defective part of insulation, the metal vapor-deposited electrode around the defective part is evaporated and scattered by the short-circuit energy, and the insulation is restored. . Due to the SH effect, the function of the capacitor is restored even if a part of the electrode film of the capacitor is short-circuited.
  • SH self-healing
  • a dielectric film containing an inorganic filler in a polymer material having a polar bond in the main chain such as polyethylene naphthalate (PEN), polyphenylene sulfite (PPS), polyethylene terephthalate (PET), has a low SH effect, and the capacitor 501 It is difficult to use it instead of PP film.
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PPS polyphenylene sulfite
  • PET polyethylene terephthalate
  • the metallized film capacitor includes a first dielectric film, a first metal thin film electrode provided on the surface of the first dielectric film, and a second dielectric provided on the first metal thin film electrode. And a second metal thin film electrode provided on the second dielectric film so as to face the first metal thin film electrode with the second dielectric film interposed therebetween.
  • the surface energy of the surface of the first dielectric film is 25 mN / m to 40 mN / m.
  • This metallized film capacitor has high heat resistance and a good self-healing effect.
  • FIG. 1 is an exploded plan view of a metallized film capacitor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the metalized film capacitor shown in FIG. 1 taken along line 2-2.
  • FIG. 3 shows numerical values for obtaining the surface energy of the metallized film capacitor according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a perspective view of the metallized film capacitor according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a plan view of another metallized film of the metallized film capacitor according to the first embodiment.
  • FIG. 6 shows the evaluation results of the metallized film capacitor according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the metallized film of the metallized film capacitor according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the metallized film of the metalized film capacitor according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a perspective view of a conventional metallized film capacitor.
  • FIG. 1 is an exploded plan view of a metallized film capacitor 601 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the metallized film capacitor 601 includes metallized films 1 and 1A.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the metallized film capacitor 601 taken along line 2-2 and shows a cross section of the metallized film 1.
  • the metallized film 1 includes a dielectric film 32 and a metal thin film electrode 4 provided on the surface 32 ⁇ / b> A of the dielectric film 32.
  • the dielectric film 32 includes a base film 33 and a base layer 3 provided on the surface 33 ⁇ / b> A of the base film 33.
  • the underlayer 3 has a surface 3B located on the surface 33A of the base film 33 and a surface 3A opposite to the surface 3B.
  • the underlayer 3 is located on the surface 32A of the dielectric film 32, that is, the surface 3A of the underlayer 3 is the surface 32A of the dielectric film 32.
  • the metal thin film electrode 4 is formed on the surface 32A of the dielectric film 32 by depositing a metal such as aluminum in a desired pattern.
  • the underlayer 3 is in contact with the metal thin film electrode 4.
  • the metallized film 1 has a width in the width direction 601B and extends in a longitudinal direction 601A perpendicular to the width direction 601B.
  • the surface 32A of the dielectric film 32 has a margin portion 5 exposed from the metal thin film electrode 4 at an end 601C in the width direction 601B.
  • the margin part 5 is provided continuously in the longitudinal direction 601A.
  • the metal thin film electrode 4 includes a low resistance portion 4C extending in the longitudinal direction 601A, a plurality of divided electrode portions 4A arranged in the longitudinal direction 601A, and a plurality of divided electrode portions 4A and a plurality of fuses respectively connected to the low resistance portion 4C. Part 4B.
  • the plurality of divided electrode portions 4A are separated from each other by a slit portion 6 exposed from the metal thin film electrode 4 on the surface 32A of the dielectric film 32.
  • the low resistance portion 4C is provided at the end 601D opposite to the end 601C in the width direction 601B of the dielectric film 32, and is thicker than the divided electrode portion 4A and the fuse portion 4B, and therefore lower than the divided electrode portion 4A and the fuse portion 4B.
  • the dielectric film 42 is provided on the surface 4J of the metal thin film electrode 4 (divided electrode portion 4A).
  • the base film 33 according to Embodiment 1 is a film mainly made of polyethylene naphthalate (PEN) having a thickness of 2.0 ⁇ m and a width of 30 mm, and a capacitor 601 for an automobile that requires high heat resistance is obtained.
  • the base film 33 is a heat resistant temperature mainly composed of a polymer material having a polar bond such as an ester bond, an ether bond, an amide bond or an imide bond in the main chain, such as polyphenylene sulfite (PPS) or polyethylene terephthalate (PET). May be a high dielectric film, and a PEN film or a film mainly composed of PEN such as a PEN alloy is particularly preferable.
  • the adhesive strength between a PEN film and a metal thin film formed by metal deposition is strong. Therefore, when the PEN film is used as a metallized film of a metallized film capacitor, the metal thin film electrode is difficult to evaporate and scatter at the time of dielectric breakdown, so that the self-healing (SH) effect for recovering the insulation is lowered.
  • SH self-healing
  • the underlayer 3 is made of a silicon-based material coated on the surface 33A of the base film 33 made of PEN.
  • the surface energy of the surface 32A of the dielectric film 32 becomes 25 mN / m to 40 mN / m by the underlayer 3.
  • the underlayer 3 is made of any one of a silicon-based compound, a fluorine-based compound, and a hydrocarbon-based compound such that the surface energy of the surface 32A is smaller than that of the surface 33A of the base film 33 and is 25 mN / m to 40 mN / m. It may be formed.
  • the surface energy ⁇ l is measured by measuring the contact angle ⁇ of the film with respect to each liquid of water, ethylene glycol, and diiodomethane using a contact angle measuring device, and the Young-Good-Giifalco-Folks (Young-Goods) shown in FIG. -Girifalco-Fowkes).
  • the parameters of each liquid are shown in FIG. 3 quoted from a reference (RJ Good, et al J. Adhension, 1996, vol. 59, pp. 25-37).
  • the metallized film 1 has a width in the width direction 601B and extends in a longitudinal direction 601A perpendicular to the width direction 601B.
  • the surface 32A of the dielectric film 32 has a margin portion 5 exposed from the metal thin film electrode 4 at an end 601C in the width direction 601B.
  • the margin part 5 is provided continuously in the longitudinal direction 601A.
  • the metal thin film electrode 4 includes a low resistance portion 4C extending in the longitudinal direction 601A, a plurality of divided electrode portions 4A arranged in the longitudinal direction 601A, and a plurality of divided electrode portions 4A and a plurality of fuses respectively connected to the low resistance portion 4C. Part 4B.
  • the plurality of divided electrode portions 4A are separated from each other by a slit portion 6 exposed from the metal thin film electrode 4 on the surface 32A of the dielectric film 32.
  • the low resistance portion 4C is provided at the end 601D opposite to the end 601C in the width direction 601B of the dielectric film 32, and is thicker than the divided electrode portion 4A and the fuse portion 4B, and therefore lower than the divided electrode portion 4A and the fuse portion 4B. Has resistance.
  • the width of the fuse portion 4B in the longitudinal direction 601A is narrower than the width of the divided electrode portion 4A in the longitudinal direction 601A.
  • the metallized film 1A includes a dielectric film 42 made of PEN having a thickness of 2.0 ⁇ m and a width of 30 mm, and a metal thin film electrode 8 provided on the surface 42A of the dielectric film 42.
  • the surface 42A of the dielectric film 42 has a margin portion 7 that is provided continuously to the end 601D in the width direction 601B, extends in the longitudinal direction 601A, and is exposed from the metal thin film electrode 8.
  • the metal thin film electrode 8 is provided continuously to the electrode portions 8A facing the plurality of divided electrode portions 4A of the metal thin film electrode 4 via the dielectric film 42 and the end 601C in the width direction 601B of the dielectric film 42.
  • a low resistance portion 9 extending in the longitudinal direction 601A.
  • the low resistance portion 9 is thicker than the electrode portion 8A, and thus has a lower resistance than the divided electrode portion 4A and the fuse portion 4B.
  • the dielectric film 42 of the metallized film 1A has a surface 42B opposite to the surface 42A.
  • the surface 42B is located on the divided electrode portion 4A of the metal thin film electrode 4 of the metallized film 1 and faces the surface 32A of the dielectric film 32 via the divided electrode portion 4A.
  • Each of the plurality of divided electrode portions 4A forms a capacitor so as to face the electrode portion 8A through the dielectric film 42.
  • the fuse portion 4B connects these capacitors in parallel.
  • FIG. 4 is a perspective view of the metallized film capacitor 601 according to the first embodiment.
  • the metallized films 1 and 1A are wound in a state where the metal thin film electrodes 4 of the metallized film 1 are stacked so as to be positioned on the surface 42B of the dielectric film 42 of the metallized film 1A. Yes.
  • the metallized films 1 and 1A may be laminated. Thereby, the electrode portion 8A of the metal thin film electrode 8 of the metallized film 1A is located on the surface 32B opposite to the surface 32A of the dielectric film 32, and the divided electrode portion 4A of the metal thin film electrode 4 is interposed via the dielectric film 32. Opposite to.
  • a metallicon electrode 57 connected to the low resistance portion 4C of the metal thin film electrode 4 is provided at the end 601D of the wound metallized film 1, 1A.
  • a metallicon electrode 58 connected to the low resistance portion 9 of the metal thin film electrode 8 is provided at the end 601C of the wound metallized film 1, 1A.
  • Metallicon electrodes 57 and 58 are formed by spraying metal onto the ends 601C and 601D of the wound metallized films 1 and 1A.
  • FIG. 5 is a plan view of another metal thin film electrode 44 of the metallized film 1 of the metallized film capacitor 601 according to the first embodiment.
  • the metal thin film electrode 44 includes a plurality of divided electrode portions 4D arranged in the longitudinal direction 601A, a plurality of divided electrode portions 4F arranged in the longitudinal direction 601A, a low resistance portion 4C, and a plurality of fuse portions 4E and 4G.
  • Each divided electrode portion 4D and each divided electrode portion 4F are arranged in the width direction 601B.
  • Each fuse part 4E connects the low resistance part 4C and each divided electrode part 4D.
  • Each fuse portion 4G connects each divided electrode portion 4D and each divided electrode 4F.
  • the divided electrode portions 4D and 4F are opposed to the electrode portion 8A shown in FIG. 5 with the dielectric film 42 in the same manner as the divided electrode portion 4A shown in FIG.
  • Each of the plurality of divided electrode portions 4D and 4F is opposed to the electrode portion 8A through the dielectric film 42 to form a capacitor.
  • the fuse parts 4E and 4G connect these capacitors in parallel.
  • the width WA in the longitudinal direction 601A of the fuse portions 4E and 4G is narrower than the width WB in the longitudinal direction 601A of the divided electrode portions 42D and 42F.
  • a sample of the metallized film capacitor 601 of Example 1 having the metal thin film electrode 44 shown in FIG. 5 was prepared, and the withstand voltage was measured.
  • a PEN film was used as the base film 33 and the dielectric film 42, and a sample of the metallized film capacitor of the comparative example provided with the metal thin film electrode 44 formed on the dielectric film 32 without the underlayer 3 was prepared. The withstand voltage was measured.
  • FIG. 6 shows the withstand voltage of the metallized film capacitors of Example 1 and Comparative Example.
  • the width WA of the fuse part 4E was 0.2 mm
  • the width WB of the divided electrode part 4D was 15 mm.
  • the surface energy of the surface 32A of the dielectric film 32 of the sample of Example 1 has several values in the range of 25 mN / m to 40 mN / m
  • the surface energy of the surface of the dielectric film of the comparative example is It was 40 mN / m.
  • the volume of these samples is 100 ⁇ F.
  • the initial withstand voltage yield is a ratio of a sample that does not short-circuit by applying a predetermined voltage at room temperature. In the voltage step-up test, the voltage applied to the sample was increased every predetermined time in an atmosphere of 120 ° C., and the breakdown voltage (BDV), which was the voltage when the capacity became ⁇ 5% of the initial value, was measured. .
  • the metallized film capacitor of Example 1 according to the first embodiment has a higher initial withstand voltage yield than the capacitor of the comparative example that does not include the base layer 3, and the voltage step-up test is performed.
  • the voltage was high and both showed excellent results.
  • a sample in which the surface energy of the underlayer 3 is 25 mN / m to 36 mN / m has a higher withstand voltage.
  • the voltage in the voltage step-up test is slightly low, but this voltage can be increased by changing the pattern of the metal thin film electrode 44.
  • the surface energy of the surface 32A on which the metal thin film electrode 4 (44) of the dielectric film 32 including the base film 33 made of the PEN film is formed has a surface energy of 25 mN / m.
  • the adhesive strength between the dielectric film 32 and the metal thin film electrode 4 (44) can be lowered. Therefore, even when an insulation defect occurs in the metallized film 42 (44) and a short circuit occurs, the metal thin film electrode 4 (44) around the defective part is easily evaporated and scattered. Therefore, the metallized film capacitor 601 has a high SH effect for recovering insulation while having higher heat resistance than the PEN film.
  • FIG. 7 is a sectional view of the metallized film 10 of the metalized film capacitor according to the second embodiment of the present invention.
  • the same parts as those of the metallized film 1 according to the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the metallized film 10 includes a dielectric film 35 instead of the dielectric film 32 of the metallized film 1 according to the first embodiment shown in FIG. 2, and the metal thin film electrode 4 is formed on the surface 35A of the dielectric film 35.
  • the dielectric film 35 has a base film 11 and a surface layer 12 provided on the surface 11A of the base film 11.
  • the surface layer 12 has a surface 12B located on the surface 11A of the base film 11 and a surface 12A opposite to the surface 12B.
  • the surface layer 12 is located on the surface 35A of the dielectric film 35, that is, the surface 12A of the surface layer 12 is the surface 35A of the dielectric film 35.
  • the metal thin film electrode 4 is formed on the surface 35A of the dielectric film 35 by depositing a metal such as aluminum in a predetermined pattern.
  • the base film 11 according to Embodiment 1 is a film mainly composed of polyethylene naphthalate (PEN) having a thickness of 2.0 ⁇ m and a width of 30 mm, and a capacitor 601 for an automobile that requires high heat resistance is obtained.
  • the base film 11 is a heat resistant temperature mainly composed of a polymer material having a polar bond such as an ester bond, an ether bond, an amide bond or an imide bond in the main chain, such as polyphenylene sulfite (PPS) or polyethylene terephthalate (PET). May be a high dielectric film, and a PEN film or a film mainly composed of PEN such as a PEN alloy is particularly preferable.
  • the base film 11 is mixed with an additive material of silicon material.
  • the mixed silicon-based material precipitates (bleeds out) on the surface 11A of the base film 11, whereby the surface layer 12 is formed. Since a material having a surface energy smaller than that of the main material of the base film 11 is used as the additive material, the surface energy of the surface 12A of the surface layer 12, that is, the surface 35A of the dielectric film 35 is 25 to 40 mN / m.
  • the surface layer 12 may be formed by depositing any one additive material of silicon compound, fluorine compound, and hydrocarbon compound such that the surface energy of the surface 35A is 25 mN / m to 40 mN / m. .
  • the metallized film capacitor of Example 2 according to the second embodiment has a higher initial withstand voltage yield than the capacitor of the comparative example that does not include the surface layer 12, and the voltage step-up test is performed.
  • the voltage was high and both showed excellent results.
  • a sample whose surface layer 12 has a surface energy of 25 mN / m to 36 mN / m has a higher withstand voltage.
  • the metallized film capacitor according to the second embodiment has a large SH effect for recovering insulation while having higher heat resistance than the PEN film.
  • FIG. 8 is a sectional view of the metallized film 14 of the metallized film capacitor according to the third embodiment of the present invention.
  • the same parts as those in the metallized film 1 according to Embodiment 1 shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the metallized film 14 includes a dielectric film 36 instead of the dielectric film 32 of the metallized film 1 according to the first embodiment shown in FIG. 2, and the metal thin film electrode 4 is formed on the surface 36A of the dielectric film 36. Yes.
  • the metal thin film electrode 4 is formed on the surface 36A of the dielectric film 36 by depositing a metal such as aluminum in a desired pattern.
  • the dielectric film 36 is made of an alloy having the base film 11 and a silicon-based additive material 17 mixed in the base film 11.
  • the base film 11 is a film mainly made of polyethylene naphthalate (PEN) having a thickness of 2.0 ⁇ m and a width of 30 mm, and an automobile capacitor 601 that requires high heat resistance is obtained.
  • the base film 11 is a heat resistant temperature mainly composed of a polymer material having a polar bond such as an ester bond, an ether bond, an amide bond or an imide bond in the main chain, such as polyphenylene sulfite (PPS) or polyethylene terephthalate (PET). May be a high dielectric film, and a PEN film or a film mainly composed of PEN such as a PEN alloy is particularly preferable.
  • the surface energy of the surface 36A of the dielectric film 36 is 25 to 40 mN / m.
  • the additive material 17 mixed in the base film 11 is formed of any one of a silicon compound, a fluorine compound, and a hydrocarbon compound such that the surface energy of the surface 36A is 25 mN / m to 40 mN / m. Also good.
  • a sample of the metallized film capacitor of Example 3 according to Embodiment 3 having the same structure as that of the metallized film capacitor of Example 1 according to the first embodiment and provided with the dielectric film 36 is manufactured. Was measured. The result is shown in FIG.
  • the metallized film capacitor of Example 3 according to Embodiment 3 has a higher initial withstand voltage yield and a higher voltage in the voltage step-up test, both of which are superior to the capacitor of the comparative example.
  • the results are shown.
  • a sample in which the surface energy of the dielectric film 36 is 25 mN / m to 36 mN / m has a higher withstand voltage.
  • the metallized film capacitor according to Embodiment 3 has a large SH effect for recovering insulation while having higher heat resistance than the PEN film.
  • the metallized film capacitor according to the present invention has high heat resistance and a good self-healing effect, it is useful as a metallized film capacitor requiring particularly high heat resistance such as a capacitor for automobiles.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)

Abstract

　金属化フィルムコンデンサは、第１の誘電体フィルムと、第１の誘電体フィルムの面上に設けられた第１の金属薄膜電極と、第１の金属薄膜電極上に設けられた第２の誘電体フィルムと、第２の誘電体フィルムを介して第１の金属薄膜電極に対向するように第２の誘電体フィルム上に設けられた第２の金属薄膜電極とを備える。第１の誘電体フィルムのその面の表面エネルギーは２５ｍＮ／ｍ～４０ｍＮ／ｍである。この金属化フィルムコンデンサは高い高耐熱性を有し、かつ良好なセルフヒーリング効果を有する。

Description

金属化フィルムコンデンサ
　本発明は各種電子機器、電気機器、産業機器、自動車等に使用され、特に、ハイブリッド自動車のモータ駆動用インバータ回路の平滑用、フィルタ用、スナバ用に最適な金属化フィルムコンデンサに関する。
　近年、環境保護の観点から、あらゆる電気機器がインバータ回路で制御され、省エネルギー化、高効率化が進められている。中でも自動車業界においては、電気モータとエンジンで走行するハイブリッド車（ＨＥＶ）が市場導入される等、地球環境に優しく、省エネルギー化、高効率化に関する技術の開発が活発化している。
　このようなＨＥＶ用の電気モータは使用電圧領域が数百ボルトと高い。このような電気モータに関連して使用されるコンデンサとして、高耐電圧で低損失の電気特性を有する金属化フィルムコンデンサが注目されている。さらに市場におけるメンテナンスフリー化の要望からも極めて寿命が長い金属化フィルムコンデンサを採用する傾向が目立っている。
　そして、この種の金属化フィルムコンデンサは、自動車に搭載されることから高い耐熱性と高耐電圧化が要求され、高耐熱、高耐電圧化のための開発と提案が種々行われている。
　図９は特許文献１に記載されている従来の金属化フィルムコンデンサ５０１の斜視図である。金属化フィルム２１は、ポリプロピレンフィルム等の誘電体フィルム２２と、その表面に金属蒸着により形成された電極被膜２３とを有する。電極被膜２３はフィルム２１の長手方向に延びている。マージン部２２Ａには電極被膜２３は形成されていない。格子形状を有するスリット２２Ｂにも電極被膜２３は形成されていない。ヒューズ部２３Ｂは、機能部分の細分化された単位コンデンサであるセグメント部２３Ａを接続している。ヒューズ部２３Ｃは、フィルム２１の長手方向に配列されてスリット２２Ｃにより分離された機能部分の蒸着電極と電極引き出し部分の蒸着電極とを接続している。
　金属化フィルム２４は、ポリプロピレンフィルム等の誘電体フィルム２５と、その表面に金属蒸着により形成された電極被膜２６とを有する。電極被膜２６はフィルム２１の長手方向に延びている。マージン部２５Ａには電極被膜２６は形成されていない。格子形状を有するスリット２５Ｂにも電極被膜２６は形成されていない。ヒューズ部２６Ｂは、機能部分の細分化された単位コンデンサであるセグメント部２６Ａを接続している。ヒューズ部２６Ｃは、フィルム２１の長手方向に配列されてスリット２５Ｃにより分離された機能部分の蒸着電極と電極引き出し部分の蒸着電極とを接続している。金属化フィルムコンデンサ５０１は、外部電極引き出し用のメタリコン電極２７、２８を備える。
　従来の金属化フィルムコンデンサ５０１は多数の単位コンデンサの集合体である。それぞれの単位コンデンサ相互間、及びコンデンサの機能部分と電極引き出し部分間にヒューズ部２３Ｂ、２３Ｃ、２６Ｂ、２６Ｃが設けられている。過大電流の流入等の異常時にヒューズ部２３Ｂ、２３Ｃ、２６Ｂ、２６Ｃが切断されることによって、金属化フィルムコンデンサ５０１は絶縁破壊することなく、その容量の減少を最小限にとどめてコンデンサの機能を確保する。ヒューズ部２３Ｂ、２６Ｂにより絶縁破壊時の短絡電流を遮断できないような異常時においても、ヒューズ部２３Ｃ、２６Ｃによりコンデンサの機能部分と電極２７、２８とを切り離すことによってコンデンサ５０１の短絡モードの故障を回避できる。
　従来の金属化フィルムコンデンサ５０１では、誘電体フィルム２２、２５は一般的にポリプロピレン（ＰＰ）フィルムよりなる。ＰＰフィルムは耐熱温度が約１１０℃程度と低く、自動車用として要求される過酷な耐熱温度の１５０℃を満足することができない。
　耐熱温度を上げるために、誘電体フィルム２２、２５の材料として、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリフェニレンサルファイト（ＰＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の主鎖に、エステル結合、エーテル結合、アミド結合、イミド結合のような極性結合を有する高分子材料に無機フィラーを含有した誘電体フィルムを用いることによって耐熱性向上を図ることが考えられる。しかし、これらのフィルムには以下の問題がある。
　金属蒸着により形成された電極被膜は、絶縁の欠陥部分で短絡が生じた場合に短絡のエネルギーで欠陥部分周辺の金属蒸着電極が蒸発・飛散して絶縁が復活するセルフヒーリング（ＳＨ）効果を有する。ＳＨ効果により、コンデンサの電極被膜間の一部が短絡してもコンデンサの機能が回復する。ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリフェニレンサルファイト（ＰＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の、主鎖に極性結合を有する高分子材料に無機フィラーを含有した誘電体フィルムはこのＳＨ効果が低く、コンデンサ５０１にＰＰフィルムの代わりに用いることは困難である。
特開平８－２５０３６７号公報
　金属化フィルムコンデンサは、第１の誘電体フィルムと、第１の誘電体フィルムの面上に設けられた第１の金属薄膜電極と、第１の金属薄膜電極上に設けられた第２の誘電体フィルムと、第２の誘電体フィルムを介して第１の金属薄膜電極に対向するように第２の誘電体フィルム上に設けられた第２の金属薄膜電極とを備える。第１の誘電体フィルムのその面の表面エネルギーは２５ｍＮ／ｍ～４０ｍＮ／ｍである。
　この金属化フィルムコンデンサは高い高耐熱性を有し、かつ良好なセルフヒーリング効果を有する。
図１は本発明の実施の形態１による金属化フィルムコンデンサの分解平面図である。 図２は図１に示す金属化フィルムコンデンサの線２－２における断面図である。 図３は実施の形態１による金属化フィルムコンデンサの表面エネルギーを求めるための数値を示す。 図４は実施の形態１による金属化フィルムコンデンサの斜視図である。 図５は実施の形態１による金属化フィルムコンデンサの他の金属化フィルムの平面図である。 図６は実施の形態１による金属化フィルムコンデンサの評価結果を示す。 図７は本発明の実施の形態２による金属化フィルムコンデンサの金属化フィルムの断面図である。 図８は本発明の実施の形態３による金属化フィルムコンデンサの金属化フィルムの断面図である。 図９は従来の金属化フィルムコンデンサの斜視図である。
　（実施の形態１）
　図１は本発明の実施の形態１による金属化フィルムコンデンサ６０１の分解平面図である。金属化フィルムコンデンサ６０１は金属化フィルム１、１Aを備える。図２は金属化フィルムコンデンサ６０１の線２－２における断面図であり、金属化フィルム１の断面を示す。
　図２に示すように、金属化フィルム１は、誘電体フィルム３２と、誘電体フィルム３２の面３２Ａに設けられた金属薄膜電極４とを有する。誘電体フィルム３２は、ベースフィルム３３と、ベースフィルム３３の面３３Ａに設けられて下地層３とを有する。下地層３はベースフィルム３３の面３３Ａに位置する面３Ｂと、面３Ｂの反対側の面３Ａとを有する。下地層３は誘電体フィルム３２の面３２Ａに位置する、すなわち下地層３の面３Ａは誘電体フィルム３２の面３２Ａである。金属薄膜電極４は誘電体フィルム３２の面３２Ａ上にアルミニウム等の金属を所望のパターンに蒸着することによって形成されている。下地層３は金属薄膜電極４に当接する。
　図１に示すように、金属化フィルム１は幅方向６０１Ｂの幅を有し、幅方向６０１Ｂと直角の長手方向６０１Ａに延びている。誘電体フィルム３２の面３２Ａは、幅方向６０１Ｂの端６０１Ｃで金属薄膜電極４から露出するマージン部５を有する。マージン部５は長手方向６０１Ａに連続して設けられている。金属薄膜電極４は、長手方向６０１Ａに延びる低抵抗部４Ｃと、長手方向６０１Ａに配列された複数の分割電極部４Ａと、複数の分割電極部４Ａとそれぞれ低抵抗部４Ｃと接続する複数のヒューズ部４Ｂとを有する。複数の分割電極部４Ａは、誘電体フィルム３２の面３２Ａの金属薄膜電極４から露出するスリット部６で互いに分離されている。低抵抗部４Ｃは誘電体フィルム３２の幅方向６０１Ｂの端６０１Ｃの反対側の端６０１Ｄに設けられており、分割電極部４Ａやヒューズ部４Ｂより厚く、したがって分割電極部４Ａやヒューズ部４Ｂより低い抵抗を有する。すなわち、金属薄膜電極４（分割電極部４Ａ）は、誘電体フィルム３２の面３２Ａに設けられた面４Ｈと、面４Ｈの反対側の面４Ｊとを有する。誘電体フィルム４２は金属薄膜電極４（分割電極部４Ａ）の面４Ｊに設けられている。
　実施の形態１によるベースフィルム３３は、厚みが２．０μｍ、幅が３０ｍｍのポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）を主体とするフィルムであり、高い耐熱性が要求される自動車用のコンデンサ６０１が得られる。ベースフィルム３３は、ポリフェニレンサルファイト（ＰＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の、主鎖にエステル結合、エーテル結合、アミド結合、イミド結合のような極性結合を有する高分子材料を主体とする耐熱温度が高い誘電体フィルムであってもよく、特に好ましくは、ＰＥＮフィルム、またはＰＥＮ系アロイ等のＰＥＮを主体としたフィルムである。
　例えばＰＥＮフィルムと金属蒸着により形成された金属薄膜との接着力は強い。したがって、ＰＥＮフィルムを金属化フィルムコンデンサの金属化フィルムに用いた場合には、絶縁破壊時に金属薄膜電極が蒸発・飛散しにくいので、絶縁が回復するセルフヒーリング（ＳＨ）効果が低くなる。
　下地層３はＰＥＮからなるベースフィルム３３の面３３Ａにコーティングされたシリコン系材料よりなる。下地層３により、誘電体フィルム３２の面３２Ａの表面エネルギーが２５ｍＮ／ｍ～４０ｍＮ／ｍとなる。下地層３は、面３２Ａの表面エネルギーがベースフィルム３３の面３３Ａよりも小さくかつ２５ｍＮ／ｍ～４０ｍＮ／ｍとなるようなシリコン系化合物、フッ素系化合物、炭化水素系化合物のいずれか１つより形成されてもよい。
　ここで表面エネルギーγｌは、接触角測定器を用いて、水、エチレングリコール、ジヨードメタンの各液体に対するフィルムの接触角θを測定し、図３に示すヤング－グッド－ギリファルコ－フォークス（Ｙｏｕｎｇ‐Ｇｏｏｄ‐Ｇｉｒｉｆａｌｃｏ‐Ｆｏｗｋｅｓ）の式から求めることができる。ただし、各液体のパラメータは、参考文献（Ｒ．Ｊ．Ｇｏｏｄ，ｅｔ　ａｌ　Ｊ．Ａｄｈｅｎｓｉｏｎ，１９９６，ｖｏｌ．５９，ｐｐ．２５－３７）から引用した図３に示す。
　図１に示すように、金属化フィルム１は幅方向６０１Ｂの幅を有し、幅方向６０１Ｂと直角の長手方向６０１Ａに延びている。誘電体フィルム３２の面３２Ａは、幅方向６０１Ｂの端６０１Ｃで金属薄膜電極４から露出するマージン部５を有する。マージン部５は長手方向６０１Ａに連続して設けられている。金属薄膜電極４は、長手方向６０１Ａに延びる低抵抗部４Ｃと、長手方向６０１Ａに配列された複数の分割電極部４Ａと、複数の分割電極部４Ａとそれぞれ低抵抗部４Ｃと接続する複数のヒューズ部４Ｂとを有する。複数の分割電極部４Ａは、誘電体フィルム３２の面３２Ａの金属薄膜電極４から露出するスリット部６で互いに分離されている。低抵抗部４Ｃは誘電体フィルム３２の幅方向６０１Ｂの端６０１Ｃの反対側の端６０１Ｄに設けられており、分割電極部４Ａやヒューズ部４Ｂより厚く、したがって分割電極部４Ａやヒューズ部４Ｂより低い抵抗を有する。ヒューズ部４Ｂの長手方向６０１Ａの幅は、分割電極部４Ａの長手方向６０１Ａの幅より狭い。
　金属化フィルム１Ａは、厚みが２．０μｍ、幅が３０ｍｍのＰＥＮからなる誘電体フィルム４２と、誘電体フィルム４２の面４２Ａに設けられた金属薄膜電極８よりなる。誘電体フィルム４２の面４２Ａは幅方向６０１Ｂの端６０１Ｄに連続して設けられて長手方向６０１Ａに延びて金属薄膜電極８から露出するマージン部７を有する。金属薄膜電極８は、金属薄膜電極４の複数の分割電極部４Ａに誘電体フィルム４２を介して対向する電極部８Ａと、誘電体フィルム４２の幅方向６０１Ｂの端６０１Ｃに連続して設けられて長手方向６０１Ａに延びる低抵抗部９とを有する。低抵抗部９は電極部８Ａより厚く、したがって分割電極部４Ａやヒューズ部４Ｂより低い抵抗を有する。
　金属化フィルム１Ａの誘電体フィルム４２は、面４２Ａの反対側の面４２Ｂを有する。面４２Ｂは金属化フィルム１の金属薄膜電極４の分割電極部４Ａ上に位置し、分割電極部４Ａを介して誘電体フィルム３２の面３２Ａと対向する。複数の分割電極部４Ａのそれぞれは誘電体フィルム４２を介して電極部８Ａに対向してコンデンサを形成する。ヒューズ部４Ｂはそれらのコンデンサを並列に接続している。
　図４は実施の形態１による金属化フィルムコンデンサ６０１の斜視図である。図１に示すように金属化フィルム１の金属薄膜電極４が金属化フィルム１Ａの誘電体フィルム４２の面４２Ｂに位置するように重ねられた状態で、金属化フィルム１、１Ａが巻回されている。金属化フィルム１、１Ａは積層されていてもよい。これにより、金属化フィルム１Ａの金属薄膜電極８の電極部８Ａは誘電体フィルム３２の面３２Ａの反対側の面３２Ｂに位置し、誘電体フィルム３２を介して金属薄膜電極４の分割電極部４Ａに対向する。巻回された金属化フィルム１、１Ａの端６０１Ｄには、金属薄膜電極４の低抵抗部４Ｃに接続されたメタリコン電極５７が設けられている。巻回された金属化フィルム１、１Ａの端６０１Ｃには、金属薄膜電極８の低抵抗部９に接続されたメタリコン電極５８が設けられている。メタリコン電極５７、５８は、巻回された金属化フィルム１、１Ａの端６０１Ｃ、６０１Ｄに金属を溶射することにより形成されている。
　図５は実施の形態１による金属化フィルムコンデンサ６０１の金属化フィルム１の他の金属薄膜電極４４の平面図である。図５において、図１に示す金属薄膜電極４と同じ部分には同じ参照番号を付し、その説明を省略する。金属薄膜電極４４は、長手方向６０１Ａに配列された複数の分割電極部４Ｄと、長手方向６０１Ａに配列された複数の分割電極部４Ｆと、低抵抗部４Ｃと、複数のヒューズ部４Ｅ、４Ｇを備える。各分割電極部４Ｄと各分割電極部４Ｆは幅方向６０１Ｂに配列されている。各ヒューズ部４Ｅは低抵抗部４Ｃと各分割電極部４Ｄとを接続する。各ヒューズ部４Ｇは各分割電極部４Ｄと各分割電極４Ｆとを接続する。分割電極部４Ｄ、４Ｆは、図１に示す分割電極部４Ａと同様に、図５に示す電極部８Ａと誘電体フィルム４２を介して対向している。複数の分割電極部４Ｄ、４Ｆのそれぞれは誘電体フィルム４２を介して電極部８Ａに対向してコンデンサを形成する。ヒューズ部４Ｅ、４Ｇはそれらのコンデンサを並列に接続している。ヒューズ部４Ｅ、４Ｇの長手方向６０１Ａの幅ＷＡは、分割電極部４２Ｄ、４２Ｆの長手方向６０１Ａの幅ＷＢより狭い。
　図５に示す金属薄膜電極４４を有する実施例１の金属化フィルムコンデンサ６０１の試料を作製し、その耐電圧を測定した。ベースフィルム３３と誘電体フィルム４２としてＰＥＮフィルムを用い、下地層３を有していない誘電体フィルム３２上に形成された金属薄膜電極４４を備えた比較例の金属化フィルムコンデンサの試料を作製し、その耐電圧を測定した。実施例１と比較例の金属化フィルムコンデンサの耐電圧を図６に示す。
　実施例１と比較例の金属化フィルムコンデンサの試料において、ヒューズ部４Ｅの幅ＷＡは０．２ｍｍ、分割電極部４Ｄの幅ＷＢは１５ｍｍとした。また、実施例１の試料の誘電体フィルム３２の面３２Ａの表面エネルギーは２５ｍＮ／ｍ～４０ｍＮ／ｍの範囲のいくつかの値であり、比較例の資料の誘電体フィルムの表面の表面エネルギーは４０ｍＮ／ｍであった。これらの試料の容量は１００μＦである。初期耐電圧歩留まりは、室温で所定の電圧を印加してショートしない試料の割合である。電圧ステップアップ試験は、試料に印加する電圧を１２０℃の雰囲気で所定の時間毎にアップさせ、容量が初期値の－５％になった時点の電圧であるブレークダウンボルテージ（ＢＤＶ）を測定した。
　図６から明らかなように、実施の形態１による実施例１の金属化フィルムコンデンサは、下地層３を備えない比較例のコンデンサと比較して初期耐電圧歩留まりが高く、電圧ステップアップ試験での電圧が高く、共に優れた結果を示した。特に、下地層３の表面エネルギーが２５ｍＮ／ｍ～３６ｍＮ／ｍである試料は、更に高い耐電圧を有する。
　表面エネルギーが２８ｍＮ／ｍ～２５ｍＮ／ｍである試料では電圧ステップアップ試験での電圧が若干低いが、金属薄膜電極４４のパターンを変更することによってこの電圧を高くすることができる。
　このように実施の形態１による金属化フィルムコンデンサ６０１は、ＰＥＮフィルムよりなるベースフィルム３３を有する含む誘電体フィルム３２の金属薄膜電極４（４４）が形成される面３２Ａの表面エネルギーが２５ｍＮ／ｍ～４０ｍＮ／ｍであり、これにより、誘電体フィルム３２と金属薄膜電極４（４４）との接着力を低くすることができる。したがって、金属化フィルム４２（４４）に絶縁欠陥が発生して短絡が生じた場合でも、欠陥した部分の周辺の金属薄膜電極４（４４）が蒸発・飛散し易くなる。よって、金属化フィルムコンデンサ６０１はＰＥＮフィルムにより高い耐熱性を有しつつ、絶縁を回復させる大きなＳＨ効果を有する。
　（実施の形態２）
　図７は本発明の実施の形態２による金属化フィルムコンデンサの金属化フィルム１０の断面図である。図７において、図１と図２に示す実施の形態１による金属化フィルム１と同じ部分には同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
　金属化フィルム１０は、図２に示す実施の形態１による金属化フィルム１の誘電体フィルム３２の代わりに誘電体フィルム３５を備え、誘電体フィルム３５の面３５Ａに金属薄膜電極４が形成されている。誘電体フィルム３５は、ベースフィルム１１と、ベースフィルム１１の面１１Ａに設けられて表面層１２とを有する。表面層１２はベースフィルム１１の面１１Ａに位置する面１２Ｂと、面１２Ｂの反対側の面１２Ａとを有する。表面層１２は誘電体フィルム３５の面３５Ａに位置する、すなわち表面層１２の面１２Ａは誘電体フィルム３５の面３５Ａである。金属薄膜電極４は誘電体フィルム３５の面３５Ａ上にアルミニウム等の金属を所定のパターンに蒸着することによって形成されている。
　実施の形態１によるベースフィルム１１は、厚みが２．０μｍ、幅が３０ｍｍのポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）を主体とするフィルムであり、高い耐熱性が要求される自動車用のコンデンサ６０１が得られる。ベースフィルム１１は、ポリフェニレンサルファイト（ＰＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の、主鎖にエステル結合、エーテル結合、アミド結合、イミド結合のような極性結合を有する高分子材料を主体とする耐熱温度が高い誘電体フィルムであってもよく、特に好ましくは、ＰＥＮフィルム、またはＰＥＮ系アロイ等のＰＥＮを主体としたフィルムである。
　ベースフィルム１１にはシリコン系材料の添加材料が混入されている。混入したシリコン系材料がベースフィルム１１の面１１Ａに析出（ブリードアウト）することにより、表面層１２が形成されている。添加材料としてベースフィルム１１の主材料よりも表面エネルギーの小さい材料を用いているので、表面層１２の面１２Ａすなわち誘電体フィルム３５の面３５Ａの表面エネルギーが２５～４０ｍＮ／ｍとなる。表面層１２は、面３５Ａの表面エネルギーが２５ｍＮ／ｍ～４０ｍＮ／ｍとなるようなシリコン系化合物、フッ素系化合物、炭化水素系化合物のいずれか１つの添加材料が析出して形成されてもよい。
　実施の形態１による実施例１の金属化フィルムコンデンサと同様の構造を有し、誘電体フィルム３５を備えた実施の形態２による実施例２の金属化フィルムコンデンサの試料を作製し、その耐電圧を測定した。その結果を図６に示す。
　図６から明らかなように、実施の形態２による実施例２の金属化フィルムコンデンサは、表面層１２を備えない比較例のコンデンサと比較して初期耐電圧歩留まりが高く、電圧ステップアップ試験での電圧が高く、共に優れた結果を示した。特に、表面層１２の表面エネルギーが２５ｍＮ／ｍ～３６ｍＮ／ｍである試料は、更に高い耐電圧を有する。
　このように実施の形態２による金属化フィルムコンデンサは、ＰＥＮフィルムにより高い耐熱性を有しつつ、絶縁を回復させる大きなＳＨ効果を有する。
　（実施の形態３）
　図８は本発明の実施の形態３による金属化フィルムコンデンサの金属化フィルム１４の断面図である。図８において、図１と図２に示す実施の形態１による金属化フィルム１と同じ部分には同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
　金属化フィルム１４は、図２に示す実施の形態１による金属化フィルム１の誘電体フィルム３２の代わりに誘電体フィルム３６を備え、誘電体フィルム３６の面３６Ａに金属薄膜電極４が形成されている。金属薄膜電極４は誘電体フィルム３６の面３６Ａ上にアルミニウム等の金属を所望のパターンに蒸着することによって形成されている。
　誘電体フィルム３６は、ベースフィルム１１と、ベースフィルム１１に混入されたシリコン系材料の添加材料１７とを有するアロイよりなる。ベースフィルム１１は、厚みが２．０μｍ、幅が３０ｍｍのポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）を主体とするフィルムであり、高い耐熱性が要求される自動車用のコンデンサ６０１が得られる。ベースフィルム１１は、ポリフェニレンサルファイト（ＰＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の、主鎖にエステル結合、エーテル結合、アミド結合、イミド結合のような極性結合を有する高分子材料を主体とする耐熱温度が高い誘電体フィルムであってもよく、特に好ましくは、ＰＥＮフィルム、またはＰＥＮ系アロイ等のＰＥＮを主体としたフィルムである。
　添加材料として、ベースフィルム１１の主材料よりも表面エネルギーの小さい材料を用いているので、誘電体フィルム３６の面３６Ａの表面エネルギーが２５～４０ｍＮ／ｍとなる。ベースフィルム１１に混入される添加材料１７は、面３６Ａの表面エネルギーが２５ｍＮ／ｍ～４０ｍＮ／ｍとなるようなシリコン系化合物、フッ素系化合物、炭化水素系化合物のいずれか１つより形成されてもよい。
　実施の形態１による実施例１の金属化フィルムコンデンサと同様の構造を有し、誘電体フィルム３６を備えた実施の形態３による実施例３の金属化フィルムコンデンサの試料を作製し、その耐電圧を測定した。その結果を図６に示す。
　図６から明らかなように、実施の形態３による実施例３の金属化フィルムコンデンサは、比較例のコンデンサと比較して初期耐電圧歩留まりが高く、電圧ステップアップ試験での電圧が高く、共に優れた結果を示した。特に、誘電体フィルム３６の表面エネルギーが２５ｍＮ／ｍ～３６ｍＮ／ｍである試料は、更に高い耐電圧を有する。
　このように実施の形態３による金属化フィルムコンデンサは、ＰＥＮフィルムにより高い耐熱性を有しつつ、絶縁を回復させる大きなＳＨ効果を有する。
　本発明による金属化フィルムコンデンサは高い高耐熱性を有し、かつ良好なセルフヒーリング効果を有するので、自動車用のコンデンサ等の特に高い耐熱性が要求される金属化フィルムコンデンサとして有用である。
３　　下地層
４　　金属薄膜電極（第１の金属薄膜電極）
８　　金属薄膜電極（第２の金属薄膜電極）
１１　　ベースフィルム
１２　　表面層
１７　　添加材料
３２　　誘電体フィルム（第１の誘電体フィルム）
４２　　誘電体フィルム（第２の誘電体フィルム）
５７　　メタリコン電極（第１のメタリコン電極）
５８　　メタリコン電極（第２のメタリコン電極）

Claims (8)

  1. 面を有する第１の誘電体フィルムと、
    前記第１の誘電体フィルムの面に設けられた第１の面と、前記第１の面の反対側の第２の面とを有する第１の金属薄膜電極と、
    前記第１の金属薄膜電極の前記第２の面に設けられた、面を有する第２の誘電体フィルムと、
    前記第２の誘電体フィルムを介して前記第１の金属薄膜電極に対向するように前記第２の誘電体フィルムの前記面に設けられた第２の金属薄膜電極と、
    を備え、前記第１の誘電体フィルムの前記面の表面エネルギーが２５ｍＮ／ｍ～４０ｍＮ／ｍである、金属化フィルムコンデンサ。
  2. 前記第１の誘電体フィルムは、
    　　　面を有するベースフィルムと、
    　　　前記ベースフィルムの前記面に設けられ、かつ前記第１の誘電体フィルムの前記面に位置してシリコン系化合物、フッ素系化合物、炭化水素系化合物のいずれか１つよりなり、かつ前記第１の金属薄膜電極が当接する下地層と、
    を有する、請求項１に記載の金属化フィルムコンデンサ。
  3. 前記下地層は前記ベースフィルムよりも表面エネルギーの小さい材料からなる、請求項２に記載の金属化フィルムコンデンサ。
  4. 前記第１の誘電体フィルムは、
    　　　面を有してかつシリコン系化合物、フッ素系化合物、炭化水素系化合物のいずれか１つの添加材料が混入されたベースフィルムと、
    　　　前記ベースフィルムの前記面に析出した前記添加材料よりなり、かつ前記第１の誘電体フィルムの前記面に位置する表面層と、
    を有する、請求項１に記載の金属化フィルムコンデンサ。
  5. 前記添加材料は前記ベースフィルムの主材料よりも表面エネルギーの小さい材料からなる、請求項４に記載の金属化フィルムコンデンサ。
  6. 前記第１の誘電体フィルムは、シリコン系化合物、フッ素系化合物、炭化水素系化合物のいずれか１つの添加材料が混入されたベースフィルムよりなる、請求項１に記載の金属化フィルムコンデンサ。
  7. 前記添加材料は前記ベースフィルムの主材料よりも表面エネルギーの小さい材料からなる、請求項６に記載の金属化フィルムコンデンサ。
  8. 前記第１の金属薄膜電極に接続された第１のメタリコン電極と、
    前記第２の金属薄膜電極に接続された第２のメタリコン電極と、
    をさらに備えた、請求項１に記載の金属化フィルムコンデンサ。
PCT/JP2009/003006 2008-07-08 2009-06-30 金属化フィルムコンデンサ WO2010004700A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009801266847A CN102089838B (zh) 2008-07-08 2009-06-30 金属化薄膜电容器
JP2010519629A JP5370363B2 (ja) 2008-07-08 2009-06-30 金属化フィルムコンデンサ
US12/992,946 US8451579B2 (en) 2008-07-08 2009-06-30 Metalized film capacitor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008177744 2008-07-08
JP2008-177744 2008-07-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010004700A1 true WO2010004700A1 (ja) 2010-01-14

Family

ID=41506828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2009/003006 WO2010004700A1 (ja) 2008-07-08 2009-06-30 金属化フィルムコンデンサ

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8451579B2 (ja)
JP (1) JP5370363B2 (ja)
CN (1) CN102089838B (ja)
WO (1) WO2010004700A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013153115A (ja) * 2012-01-26 2013-08-08 Toyota Motor Corp 金属化フィルムコンデンサ
JP2019504495A (ja) * 2016-02-04 2019-02-14 株式会社村田製作所 巻回型コンデンサおよびその製造方法
JPWO2018142922A1 (ja) * 2017-02-03 2019-11-07 株式会社村田製作所 フィルムコンデンサ、フィルムコンデンサの製造方法、誘電体樹脂フィルム、及び、誘電体樹脂フィルムの製造方法
CN114242456A (zh) * 2021-11-24 2022-03-25 安徽铜峰电子股份有限公司 用于卷制电容器芯子的金属化薄膜和采用该薄膜的电容器
WO2023042905A1 (ja) * 2021-09-17 2023-03-23 東レ株式会社 フィルムコンデンサ用フィルム、金属積層体、フィルムコンデンサ、パワーコントロールユニット、電動自動車、および電動航空機

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5660045B2 (ja) 2009-11-04 2015-01-28 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 金属化フィルムコンデンサ及びこれを用いたケースモールド型コンデンサ
CN102930984B (zh) * 2012-10-22 2015-11-18 奇瑞新能源汽车技术有限公司 一种组合电容模块及应用方法
US10650965B2 (en) * 2016-04-27 2020-05-12 Kyocera Corporation Film capacitor, combination type capacitor, and inverter and electric vehicle using the same
KR102051914B1 (ko) * 2017-09-18 2019-12-06 삼화콘덴서공업 주식회사 금속 증착 필름 커패시터용 박막 금속 증착 필름
EP4080524A4 (en) * 2019-12-27 2024-01-17 Murata Manufacturing Co., Ltd. FILM CAPACITOR AND FILM FOR FILM CAPACITORS
CN111696784B (zh) * 2020-05-13 2023-02-28 中国电力科学研究院有限公司 一种自愈式电容器元件及其制作方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007129695A1 (ja) * 2006-05-10 2007-11-15 Toray Industries, Inc. 二軸配向ポリアリーレンスルフィドフィルム
JP2007300126A (ja) * 2006-05-05 2007-11-15 General Electric Co <Ge> 高温コンデンサ及びその製造方法
JP2008115417A (ja) * 2006-11-02 2008-05-22 Toray Ind Inc 金属化フィルムの製造方法、及び金属化フィルム

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5610796A (en) * 1993-02-19 1997-03-11 Electronic Concepts, Inc. Metallized capacitor having increased dielectric breakdown voltage and method for making the same
JP2939494B2 (ja) 1995-03-08 1999-08-25 株式会社指月電機製作所 金属化フィルムコンデンサ
JP3328477B2 (ja) * 1995-10-06 2002-09-24 松下電器産業株式会社 コンデンサ
IT1282594B1 (it) * 1996-02-09 1998-03-31 Icar Spa Ind Condensatori Film dielettrico metallizzato a resistenza variabile e relativo condensatore
DE19856457A1 (de) * 1998-12-03 2000-06-08 Abb Research Ltd Folie für einen Folienkondensator und Folienkondensator
SE515894C2 (sv) * 2000-01-14 2001-10-22 Abb Ab Kondensatorelement för en kraftkondensator, kraftkondensator innefattande dylikt kondensatorelement samt metalliserat band för en kraftkondensator
SE0003565D0 (sv) * 2000-10-04 2000-10-04 Abb Ab Kondensatorelement för en kraftkondensator samt kraftkondensator innefattande ett dylikt kondensatorelement
WO2006112099A1 (ja) 2005-04-08 2006-10-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 金属化フィルムコンデンサと自動車用インバータ平滑用コンデンサ
US7460352B2 (en) * 2006-01-09 2008-12-02 Faradox Energy Storage, Inc. Flexible dielectric film and method for making

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007300126A (ja) * 2006-05-05 2007-11-15 General Electric Co <Ge> 高温コンデンサ及びその製造方法
WO2007129695A1 (ja) * 2006-05-10 2007-11-15 Toray Industries, Inc. 二軸配向ポリアリーレンスルフィドフィルム
JP2008115417A (ja) * 2006-11-02 2008-05-22 Toray Ind Inc 金属化フィルムの製造方法、及び金属化フィルム

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013153115A (ja) * 2012-01-26 2013-08-08 Toyota Motor Corp 金属化フィルムコンデンサ
JP2019504495A (ja) * 2016-02-04 2019-02-14 株式会社村田製作所 巻回型コンデンサおよびその製造方法
JPWO2018142922A1 (ja) * 2017-02-03 2019-11-07 株式会社村田製作所 フィルムコンデンサ、フィルムコンデンサの製造方法、誘電体樹脂フィルム、及び、誘電体樹脂フィルムの製造方法
JP2021180336A (ja) * 2017-02-03 2021-11-18 株式会社村田製作所 フィルムコンデンサ、フィルムコンデンサの製造方法、誘電体樹脂フィルム、及び、誘電体樹脂フィルムの製造方法
CN113972071A (zh) * 2017-02-03 2022-01-25 株式会社村田制作所 薄膜电容器、薄膜电容器的制造方法、电介质树脂膜以及电介质树脂膜的制造方法
US11335502B2 (en) 2017-02-03 2022-05-17 Murata Manufacturing Co., Ltd. Film capacitor, method of producing film capacitor, dielectric resin film, and method of producing dielectric resin film
CN113972071B (zh) * 2017-02-03 2023-09-26 株式会社村田制作所 薄膜电容器、薄膜电容器的制造方法、电介质树脂膜以及电介质树脂膜的制造方法
WO2023042905A1 (ja) * 2021-09-17 2023-03-23 東レ株式会社 フィルムコンデンサ用フィルム、金属積層体、フィルムコンデンサ、パワーコントロールユニット、電動自動車、および電動航空機
JP2023044670A (ja) * 2021-09-17 2023-03-30 東レ株式会社 フィルムコンデンサ用フィルム、金属積層体、フィルムコンデンサ、パワーコントロールユニット、電動自動車、および電動航空機
JP7287553B2 (ja) 2021-09-17 2023-06-06 東レ株式会社 フィルムコンデンサ用フィルム、金属積層体、フィルムコンデンサ、パワーコントロールユニット、電動自動車、および電動航空機
CN114242456A (zh) * 2021-11-24 2022-03-25 安徽铜峰电子股份有限公司 用于卷制电容器芯子的金属化薄膜和采用该薄膜的电容器

Also Published As

Publication number Publication date
CN102089838A (zh) 2011-06-08
CN102089838B (zh) 2012-07-25
US20110090618A1 (en) 2011-04-21
US8451579B2 (en) 2013-05-28
JPWO2010004700A1 (ja) 2011-12-22
JP5370363B2 (ja) 2013-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5370363B2 (ja) 金属化フィルムコンデンサ
JP5131193B2 (ja) 金属化フィルムコンデンサ
JP4561832B2 (ja) 金属化フィルムコンデンサと自動車用インバータ平滑用コンデンサ
EP1548767A1 (en) Metallized film capacitor
JP6277436B2 (ja) フィルムコンデンサ
JP4906111B2 (ja) 金属化フィルムコンデンサ
JP3870932B2 (ja) 金属化フィルムコンデンサ
JP4973543B2 (ja) 金属化フィルムコンデンサ
JP5012515B2 (ja) 金属化フィルムコンデンサ
JP2004363431A (ja) 金属化フィルムコンデンサ
CN102084444A (zh) 箔膜自愈式有感电容器
JP5092795B2 (ja) 金属化フィルムコンデンサ
JP5824654B2 (ja) 金属化フィルムコンデンサ
JP2010062410A (ja) 金属化フィルムコンデンサ
WO2020031940A1 (ja) 金属化フィルムおよびフィルムコンデンサ
JP2015177172A (ja) フィルムコンデンサ
JP5934881B2 (ja) 金属化フィルムコンデンサ
JP2013026586A (ja) 金属化フィルムコンデンサ
JP2008078168A (ja) 金属化フィルムコンデンサ
JP2008277671A (ja) 金属化フィルムコンデンサ及びこれに用いるｐｅｎフィルム
KR200386902Y1 (ko) 금속 증착된 필름 캐패시터 구조물
JP5903648B2 (ja) 金属化フィルムコンデンサ
JP2011238813A (ja) 金属化フィルムコンデンサ
JP2013080766A (ja) 金属化フィルムコンデンサ

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200980126684.7

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09794148

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12992946

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010519629

Country of ref document: JP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09794148

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1