WO2013069211A1 - フィルムコンデンサ - Google Patents

フィルムコンデンサ Download PDF

Info

Publication number
WO2013069211A1
WO2013069211A1 PCT/JP2012/006658 JP2012006658W WO2013069211A1 WO 2013069211 A1 WO2013069211 A1 WO 2013069211A1 JP 2012006658 W JP2012006658 W JP 2012006658W WO 2013069211 A1 WO2013069211 A1 WO 2013069211A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode layer
electrode
atomic concentration
magnesium
zinc
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/006658
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
良介 上浦
竹岡　宏樹
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
Priority claimed from JP2011247169A external-priority patent/JP5934881B2/ja
Priority claimed from JP2012085398A external-priority patent/JP5974275B2/ja
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 CN201280055356.4A priority Critical patent/CN103930960B/zh
Priority to US14/344,287 priority patent/US9437364B2/en
Priority to EP12847409.5A priority patent/EP2779187B1/en
Publication of WO2013069211A1 publication Critical patent/WO2013069211A1/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
    • H01G4/008—Selection of materials
    • 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
    • H01G4/01—Form of 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
    • H01G4/012—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
    • 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
    • H01G4/228—Terminals
    • H01G4/248—Terminals the terminals embracing or surrounding the capacitive element, e.g. caps
    • 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
    • H01G4/32—Wound capacitors
    • 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 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.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a conventional film capacitor 100.
  • the film capacitor 100 includes a capacitor element and end face electrodes 104 and 105 formed at both ends of the capacitor element.
  • the capacitor element includes a dielectric film 101 and positive and negative electrode layers 102 and 103 facing each other with the dielectric film 101 interposed therebetween.
  • the electrode layers 102 and 103 are made of aluminum and deposited on the dielectric film 101. One ends of the electrode layers 102 and 103 are connected to the end face electrodes 104 and 105, respectively.
  • the end face electrodes 104 and 105 are made of zinc and are formed by thermal spraying.
  • a zinc layer is provided on the surface layer of the electrode layers 102 and 103.
  • the adhesion between the end face electrodes 104 and 105 and the electrode layers 102 and 103 can be enhanced, and the tan ⁇ of the film capacitor 100 can be lowered.
  • Patent Document 1 A conventional film capacitor similar to the film capacitor 100 is described in Patent Document 1.
  • zinc may diffuse throughout the electrode layers 102 and 103.
  • a zinc layer is formed by vapor deposition, it is difficult to deposit locally only on the end portions 106 and 107, and zinc particles may be scattered throughout the electrode layers 102 and 103. Since zinc easily corrodes, the oxidation of the electrode layers 102 and 103 proceeds, and as a result, the moisture resistance of the film capacitor 100 decreases.
  • the film capacitor includes a capacitor element having a dielectric film and a pair of electrode layers facing each other through the dielectric film, and a pair of end face electrodes formed at both ends of the capacitor element. At least one of the pair of electrode layers contains aluminum as a main component and further contains zinc and magnesium. The peak of magnesium atomic concentration exists closer to the surface of the electrode layer than the peak of zinc atomic concentration.
  • This film capacitor has high moisture resistance.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a film capacitor according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view of an electrode layer of the film capacitor in the embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic view showing a method of manufacturing a film capacitor in the embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing the composition of the electrode layer of the film capacitor in the embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram showing the results of a withstand voltage test of the film capacitor in the embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing the results of a moisture resistance test of the film capacitor in the embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a conventional film capacitor.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a film capacitor 1 in the embodiment.
  • the film capacitor 1 is a metallized film capacitor, and includes a capacitor element 500 and end face electrodes 5 and 6 formed at both ends of the capacitor element 500.
  • Capacitor element 500 includes dielectric film 2 and electrode layers 3 and 4 facing each other with dielectric film 2 interposed therebetween. A voltage higher than that of the electrode layer 4 is applied to the electrode layer 3, the electrode layer 3 functions as a positive electrode, and the electrode layer 4 functions as a negative electrode.
  • the electrode layer 3 serving as the positive electrode is referred to as the positive electrode layer 3
  • the electrode layer 4 serving as the negative electrode is referred to as the negative electrode layer 4.
  • the positive electrode layer 3 and the negative electrode layer 4 are collectively referred to as electrode layers 3 and 4.
  • FIG. 2 is a plan view of the electrode layers 3 and 4. As shown in FIGS. 1 and 2, the positive electrode layer 3 is formed on the upper surface 2 ⁇ / b> A of the dielectric film 2, and the negative electrode layer 4 is formed on the upper surface 7 ⁇ / b> A of the dielectric film 7. The positive electrode layer 3 and the negative electrode layer 4 are opposed to each other with the dielectric film 2 interposed therebetween.
  • the positive electrode layer 3 may be formed on the upper surface 2A of the dielectric film 2, and the negative electrode layer 4 may be formed on the lower surface 2B.
  • the dielectric films 2 and 7 are integrally wound together with the positive electrode layer 3 and the negative electrode layer 4, and the positive electrode layer 3 and the negative electrode layer 4 are combined with the dielectric film 2, 7 to face each other.
  • Dielectric films 2 and 7 are overlapped and shifted by about 1 mm in the width directions 1A and 1B in order to take out the electrode layers 3 and 4 to the outside.
  • the positive electrode layer 3 has an end portion 14 located in the direction 1B and an end portion 28 located in the direction 1A opposite to the direction 1B.
  • the end 14 of the positive electrode layer 3 is connected to the end face electrode 5 and insulated from the end face electrode 6.
  • An insulating margin 8 where the positive electrode layer 3 is not formed is provided between the end portion 28 of the positive electrode layer 3 and the end face electrode 6. In the insulating margin 8, the dielectric film 2 is exposed from the positive electrode layer 3.
  • the negative electrode layer 4 has an end 15 located in the direction 1A and an end 29 located in the direction 1B.
  • the end 15 of the negative electrode layer 4 is connected to the end face electrode 6 and insulated from the end face electrode 5.
  • An insulating margin 9 where the negative electrode layer 4 is not formed is provided between the end portion 29 of the negative electrode layer 4 and the end face electrode 5.
  • the dielectric film 7 is exposed from the negative electrode layer 4.
  • An end portion 28 of the electrode layer 3 is opposed to the end face electrode 6 via the insulating margin 8, and an end portion 29 of the electrode layer 4 is opposed to the end face electrode 5 via the insulating margin 9.
  • Dielectric films 2 and 7 are films made of an insulating organic polymer such as polypropylene, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyphenyl sulfide, and polystyrene.
  • the positive electrode layer 3 can be formed on the upper surface 2A of the dielectric film 2 by vapor deposition, and the negative electrode layer 4 can be formed on the upper surface 7A of the dielectric film 7 by vapor deposition.
  • the end face electrodes 5 and 6 are formed by spraying zinc on the end portions 14 and 15 of the electrode layers 3 and 4, respectively. Since zinc has a relatively low melting point, the dielectric films 2 and 7 and the electrode layers 3 and 4 are not easily deformed or deteriorated even when sprayed. Further, the end face electrodes 5 and 6 can be formed at a low temperature, and the productivity is high.
  • At least one electrode layer of the positive electrode layer 3 and the negative electrode layer 4 contains aluminum as a main component, further contains zinc and magnesium, and the surface of the electrode layer has a magnesium atomic concentration peak higher than the zinc atomic concentration peak. Closer to.
  • the magnesium layer suppresses oxidative degradation. As a result, the moisture resistance of the film capacitor 1 can be improved.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a method for manufacturing the film capacitor 1.
  • the positive electrode layer 3 and the negative electrode layer 4 are formed by vapor deposition.
  • the dielectric film 2 or the dielectric film 7 is moved from the roller 32 around which the dielectric film 2 or the dielectric film 7 is wound while being in close contact with the drum 33 inside the vacuum deposition apparatus 31.
  • the vapor deposition material is vacuum-deposited on the surface of the dielectric film 2 or the dielectric film 7, and the peak of the atomic concentration of magnesium is made to be present on the surface layer from the peak of the atomic concentration of zinc.
  • the crucible 35 is filled with a vapor deposition material of aluminum, zinc, or magnesium.
  • Example 1 In the film capacitor 1 of Example 1, the positive electrode layer 3 is formed on the upper surface 2A of the dielectric film 2 by vapor deposition, and the negative electrode layer 4 is formed on the upper surface 7A of the dielectric film 7 by vapor deposition.
  • the electrode layers 3 and 4 are composed of low resistance portions 10 and 11 and effective electrode portions 12 and 13, respectively.
  • the effective electrode portions 12 and 13 include end portions 28 and 29 of the electrode layers 3 and 4, respectively.
  • the effective electrode portion 12 of the electrode layer (positive electrode layer) 3 is opposed to the effective electrode portion 13 of the electrode layer (negative electrode layer) 4 through the dielectric film 2, and the capacitance is increased.
  • the positive electrode layer 3 is a total of the low resistance portion 10 and the effective electrode portion 12, contains aluminum as a main component, and further contains magnesium and zinc.
  • the negative electrode layer 4 also includes aluminum as a main component, and further includes magnesium and zinc, as a whole, including the low resistance portion 11 and the effective electrode portion 13.
  • the low resistance portions 10 and 11 are formed by depositing a large amount of zinc on the surface layers of the positive electrode layer 3 and the negative electrode layer 4. In Example 1, the low resistance portions 10 and 11 are thicker than the effective electrode portions 12 and 13.
  • the low resistance portions 10 and 11 of Example 1 indicate regions where the resistance value in the positive electrode layer 3 and the negative electrode layer 4 is 5 ⁇ / ⁇ or less.
  • the low resistance portion 10 is formed with a width of 2.5 mm or less from the end portion 14.
  • the low resistance portion 11 is formed with a width of 2.5 mm or less from the end portion 15.
  • the resistance value was measured by a four-terminal four-probe method using a constant current application method using a resistivity meter Loresta GP MCP-T610 manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd.
  • the effective electrode part 12 of Example 1 is composed of a large electrode part 16 and a small electrode part 18, and the effective electrode part 13 is composed of a large electrode part 17 and a small electrode part 19.
  • a vertical margin 20 and a horizontal margin 21 are formed in a portion from the substantial center 1 ⁇ / b> C in the width direction 1 ⁇ / b> A and 1 ⁇ / b> B of the effective electrode portion 12 forming the capacitance of the positive electrode layer 3 toward the insulation margin 8. Is formed.
  • the vertical margin 20 and the horizontal margin 21 are portions where the electrode layer 3 is not formed and the upper surface 2 ⁇ / b> A of the dielectric film 2 is exposed from the electrode layer 3.
  • the vertical margin 20 and the horizontal margin 21 are insulating portions on which no metal is deposited to form the electrode layer 3 by transferring oil to the upper surface 2A of the dielectric film 2.
  • a portion from the center 1C to the end portion 14 connected to the end face electrode 5 becomes a large electrode portion 16 where no margin is formed, and a portion from the center 1C to the end portion 28 is a vertical margin 20 and a horizontal margin.
  • a plurality of small electrode portions 18 divided by 21 are formed.
  • the large electrode portion 16 is larger than the small electrode portion 18.
  • the small electrode portion 18 is electrically connected in parallel with the large electrode portion 16 at the fuse portion 22, and the adjacent small electrode portions 18 are electrically connected in parallel at the fuse portion 23. Has been.
  • the large electrode portion 16 is formed on the upper surface 2A of the dielectric film 2 from the center 1C to the end portion 14 as shown in FIG.
  • the width of the small electrode portion 18 in the directions 1A and 1B is about 1 ⁇ 4 of the width W of the effective electrode portion 12, and is formed on the upper surface 2A of the dielectric film 2 from the center 1C to the insulation margin 8.
  • Two small electrode portions 18 are provided in the directions 1A and 1B from the center 1C portion to the insulation margin 8, but not limited to this, three or more small electrode portions 18 are provided in the directions 1A and 1B. Also good.
  • a vertical margin 24 and a horizontal margin 25 are formed in a portion from the center 1 ⁇ / b> C in the width direction 1 ⁇ / b> A and 1 ⁇ / b> B of the effective electrode portion 13 forming the capacitance to the end portion 29.
  • the vertical margin 24 and the horizontal margin 25 are portions where the electrode layer 4 is not formed and the upper surface 7 A of the dielectric film 7 is exposed from the electrode layer 4.
  • the vertical margin 24 and the horizontal margin 25 are insulating portions on which the metal forming the electrode layer 4 is not deposited by transferring oil to the upper surface 7A of the dielectric film 7.
  • the portion from the center 1 ⁇ / b> C to the end portion 15 connected to the end face electrode 6 becomes the large electrode portion 17 where no margin is formed, and the portions from the center 1 ⁇ / b> C to the end portion 29 are the vertical margin 24 and the horizontal margin.
  • a plurality of small electrode portions 19 divided by 25 are formed.
  • the large electrode portion 17 is larger than the small electrode portion 19.
  • the small electrode portion 19 has the same configuration as the small electrode portion 18 of the positive electrode layer 3 as shown in FIG. 2, and is connected in parallel by the large electrode portion 17 and the fuse portion 26, and the small electrode portions 19 are also fused.
  • the units 27 are connected in parallel. The effect of providing the small electrode portion 19 and the fuse portions 26 and 27 is the same as that of the positive electrode layer 3.
  • the portions connected to the end face electrodes 5 and 6 of the electrode layers 3 and 4 are the large electrode portions 16 and 17, and the opposite sides are the small electrode portions 18 and 19. That is, the large electrode portion 16 is connected to the end face electrode 5, and the small electrode portion 18 is connected to the large electrode portion 16 and connected to the end face electrode 5 via the large electrode portion 16. Further, the large electrode portion 17 is connected to the end face electrode 6, and the small electrode portion 19 is connected to the large electrode portion 17 and connected to the end face electrode 6 through the large electrode portion 17. With this configuration, the electrode width can be changed according to the current density, and the substantial resistance of the electrode layers 3 and 4 can be reduced.
  • the low resistance portion 10 of the positive electrode layer 3 is formed on the end portion 14 side connected to the end face electrode 5 of the positive electrode layer 3.
  • the effective electrode portion 12 faces the negative electrode layer 4 through the dielectric film 2 and functions as the positive electrode of the film capacitor 1.
  • the low resistance portion 11 of the negative electrode layer 4 is formed on the end portion 15 connected to the end face electrode 6.
  • the effective electrode portion 13 faces the positive electrode layer 3 through the dielectric film 2 and functions as the negative electrode of the film capacitor 1.
  • the positive electrode layer 3 and the negative electrode layer 4 of Example 1 are mainly made of aluminum, and the atomic concentration of aluminum is larger than the sum of the atomic concentrations of zinc and magnesium.
  • Example 1 the atomic concentration of aluminum in the electrode layers 3 and 4 as a whole is 50 atm% or more on average.
  • the atomic concentration of the zinc electrode layers 3 and 4 as a whole is 1 atm% or more and 40 atm% or less, and the atomic concentration of magnesium is about 0.5 atm% or more and 45 atm% or less.
  • FIG. 4 shows the depth (distance) converted value (nm) and atomic concentration in the direction 1D from the surfaces of the effective electrode portions 12 and 13 of the positive electrode layer 3 and the negative electrode layer 4 obtained from the X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis results. The relationship with (atm%) is shown.
  • the depth conversion value is converted from a comparison between the sputtering rate of the silicon dioxide film and the sputtering rate of aluminum under the same conditions.
  • the direction 1D is perpendicular to the directions 1A and 1B, is a direction from the electrode layer 3 toward the upper surface 2A of the dielectric film 2, and is a direction from the electrode layer 4 toward the upper surface 7A of the dielectric film 7.
  • a peak p1 of magnesium atomic concentration exists at a position of about 2 nm in terms of depth. Further, O atoms exist on the surface layer, and an oxide film is formed.
  • the peak value of the atomic concentration of magnesium is about 5 atm% in Example 1.
  • the peak value of the atomic concentration of magnesium is preferably about 1 atm% or more and 45 atm% or less. Within this range, the moisture resistance of the electrode layers 3 and 4 can be improved. A detailed description of moisture resistance will be described later.
  • a peak p2 of the atomic concentration of zinc exists in a region about 3 nm in terms of depth from the surface layer.
  • the magnesium atom concentration peak p1 exists on the surface layer side of the electrode layers 3 and 4 rather than the zinc atom concentration peak p2. In the direction 1D, the magnesium atomic concentration peak p1 is located closer to the upper surfaces of the electrode layers 3 and 4 than the zinc atomic concentration peak p2.
  • the peak value of the atomic concentration of zinc is 4 atm% in Example 1.
  • Zinc has a low melting point but low moisture resistance, so the peak value of the atomic concentration of zinc is preferably about 1 atm% or more and 70 atm% or less.
  • a peak p3 of the atomic concentration of aluminum exists in the region of about 6.5 nm in terms of depth from the surface (upper surface) of the electrode layers 3 and 4.
  • the peak p1 and p2 of the atomic concentration of magnesium and zinc are present on the surface layer side of the electrode layers 3 and 4 rather than the peak p3 of the atomic concentration of aluminum. That is, in direction 1D, the atomic concentration peaks p1 and p2 of magnesium and zinc are located closer to the top surfaces of the electrode layers 3 and 4 than the atomic concentration peak p3 of aluminum.
  • the peak value of the atomic concentration of aluminum is about 65 atm% in Example 1.
  • Aluminum has a low volume resistivity and can be formed thinly. Therefore, when dielectric breakdown occurs, the periphery of the aluminum quickly scatters and is easy to recover from insulation (self-healing). Accordingly, when aluminum is used for the electrode layers 3 and 4, the withstand voltage becomes high, so the peak value of the atomic concentration of aluminum is preferably 50 atm% or more.
  • the atomic concentrations of O atoms, Al atoms, Mg atoms, and Zn atoms are low.
  • the material constituting the positive electrode layer 3 and the negative electrode layer 4 not only the material constituting the positive electrode layer 3 and the negative electrode layer 4 but also many materials constituting the dielectric film 2 or the dielectric film 7 are detected. Therefore, in practice, as the measurement position becomes deeper, more C atoms, which are materials constituting the dielectric film 2 or the dielectric film 7, are detected.
  • a film capacitor comparative example 1 was prepared.
  • the electrode layer of Comparative Example 1 contains aluminum as a main component and further contains zinc, but does not contain magnesium.
  • the electrode layer of Comparative Example 1 has a zinc atom concentration peak in the region of about 3 nm in terms of depth from the surface layer of the electrode layer.
  • the peak value of the atomic concentration of zinc is 4 atm% as in Example 1.
  • a peak of aluminum atomic concentration exists in the region of about 6.5 nm in terms of depth from the surface layer.
  • the peak of the atomic concentration of zinc is present on the surface layer side of the electrode layer than the peak of the atomic concentration of aluminum.
  • the peak value of the atomic concentration of aluminum is about 65 atm%.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • Table 1 shows the results of comparing the resistance values ( ⁇ / ⁇ ) of the electrode layers 3 and 4 of Example 1 and the moisture resistance of Comparative Example 1. 85 ° C./85% r. h. The change in capacitance of the film capacitor 1 was measured after a voltage of 500 V was continuously applied for 900 hours under the conditions of high temperature and high humidity. The smaller the capacity change, the higher the moisture resistance.
  • Example 1 having a higher moisture resistance than Comparative Example 1, that is, the sample having a small capacity change is indicated by “+”, and the sample having the same capacity change as Comparative Example 1 is indicated by “ ⁇ ”. .
  • the film capacitor 1 of Example 1 has higher moisture resistance than Comparative Example 1.
  • the resistance of the electrode layers 3 and 4 is in the range of 5 ⁇ / ⁇ or more and 30 ⁇ / ⁇ or less, the capacitance change is small compared to Comparative Example 1, and the moisture resistance is high.
  • both the positive electrode layer and the negative electrode layer are formed of aluminum alone.
  • both the positive electrode layer and the negative electrode layer have aluminum as a main component, and further include 5 atm% magnesium.
  • the peak of the atomic concentration of magnesium is located on the surface layer side of the electrode layer from the peak of the atomic concentration of aluminum.
  • the thickness of the electrode layers of Comparative Example 2 and Comparative Example 3 is 24.0 nm.
  • the moisture resistance of the film capacitors of Comparative Example 2 and Comparative Example 3 was measured.
  • the humidity resistance is determined by determining the rate of change (%) in the capacitance of the film capacitor after applying a voltage of 500 V for 900 hours under the conditions of high temperature and high humidity.
  • the rate of change of capacity when the capacity of the film capacitor is the capacity C0 before the application of the voltage and becomes the capacity Ct after the voltage is applied is determined by (Ct ⁇ C0) / C0. As described above, the smaller the capacity change rate, the higher the moisture resistance.
  • Comparative Example 3 The capacity change rate of Comparative Example 3 was -37.0%, while the capacity change rate of Comparative Example 3 was -15.5%.
  • Comparative Example 3 of the film capacitor containing magnesium in the electrode layer has higher moisture resistance than Comparative Example 2 of the film capacitor in which the electrode layer is formed of aluminum alone.
  • Magnesium has a higher ionization tendency than aluminum, so that an oxide film is formed more quickly than aluminum, and oxidative deterioration of a zinc layer or an aluminum layer covered with an oxide film can be suppressed. Therefore, by including magnesium in the electrode layer as in Comparative Example 3, it is easy to form a passive film, suppress capacity change, and improve moisture resistance.
  • Zinc has a lower ionization tendency than aluminum, so it is difficult to oxidize and does not form a passivity. Therefore, it has lower moisture resistance than aluminum.
  • the electrode layers 3 and 4 contain zinc. However, since the magnesium layer is formed on the zinc layer, oxidative deterioration of the electrode layers 3 and 4 can be suppressed and the moisture resistance can be improved.
  • the electrode layers 3 and 4 shown in Table 1 when the resistance value of the electrode layers 3 and 4 shown in Table 1 is as low as 3 ⁇ / ⁇ or less, the electrode layers 3 and 4 are very thick. In this case, even if the electrode layers 3 and 4 are somewhat oxidized and deteriorated, a large number of regions functioning as the electrode layers 3 and 4 through which a current flows are left, so that the capacitance change becomes small.
  • the resistance value of the electrode layers 3 and 4 is as high as 50 ⁇ / ⁇ or more, the film thickness of the electrode layers 3 and 4 is very thin. In this case, since the magnesium content is also small, the effect of suppressing oxidative degradation is reduced.
  • Example 1 has high moisture resistance, and particularly has high moisture resistance as compared with Comparative Example 1 in the range where the resistance of the electrode layer is 5 ⁇ / ⁇ or more and 30 ⁇ / ⁇ or less.
  • Table 2 shows the results of comparison of the potential gradient between the electrode layers 3 and 4 and the moisture resistance of Example 1 with the comparative example.
  • the moisture resistance is determined in the same manner as the method obtained in Table 1.
  • the potential gradient is a value obtained by dividing the applied voltage (V) by the film thickness ( ⁇ m) of the dielectric films 2 and 7.
  • samples having higher moisture resistance than Comparative Example 1 are indicated by “+”, and samples having moisture resistance substantially the same as Comparative Example 1 are indicated by “ ⁇ ”.
  • Example 1 it is possible to obtain a superior moisture resistance improvement effect as compared with Comparative Example 1 particularly in the range where the potential gradient of the capacitor is 150 V / ⁇ m or more. Since there is almost no oxidative degradation in the region where the potential gradient is 100 V / ⁇ m or less, it is more effective to use the electrode layers 3 and 4 of Example 1 when the potential gradient is 150 V / ⁇ m or more.
  • Example 1 zinc having a low melting point is contained in the low resistance portions 10 and 11, so that tan ⁇ of the film capacitor 1 can be lowered.
  • the melting point of zinc is 419.5 ° C
  • the melting point of aluminum is about 660 ° C
  • the melting point of magnesium is about 650 ° C.
  • the electrode layers 3 and 4 have low resistance portions 10 and 11 each having a locally thick zinc layer. In the process of forming the end face electrodes 5 and 6 by spraying zinc, the zinc of the low resistance portions 10 and 11 is softened, and the electrode layers 3 and 4 and the end face electrodes 5 and 6 are in close contact with each other. As a result, the resistance of the film capacitor 1 can be lowered and tan ⁇ can be reduced.
  • Example 1 since the main material of the electrode layers 3 and 4 is aluminum, the high self-healing property of the film capacitor 1 can be maintained.
  • Aluminum has a lower electrical resistance than zinc or magnesium. Therefore, by using aluminum as the main raw material, the electrode layer can be formed thinly, easily scattered, and the self-healing property is enhanced.
  • the aluminum atomic concentration peak p3 is in a lower layer than the zinc atomic concentration peak p2. That is, in the direction 1D, the aluminum atomic concentration peak p3 in the electrode layer 3 is located farther from the upper surface of the electrode layer 3 than the zinc atomic concentration peak p2, and the aluminum atomic concentration in the electrode layer 4 The peak p3 is located farther from the upper surface of the electrode layer 4 than the peak p2 of the atomic concentration of zinc. Therefore, zinc is easily scattered due to the scattering of aluminum, and the self-healing property can be improved.
  • the capacitor element 500 includes the dielectric film 2 and the pair of electrode layers 3 and 4 that face each other with the dielectric film 2 interposed therebetween.
  • a pair of end face electrodes 5 and 6 are formed at both ends of the capacitor element 500.
  • At least one electrode layer 3 (4) of the pair of electrode layers 3 and 4 contains aluminum as a main component, and further contains zinc and magnesium.
  • the peak of the atomic concentration of magnesium exists at a position closer to the surface of the electrode layer 3 (4) than the peak of the atomic concentration of zinc.
  • Example 2 differs from Example 1 of the film capacitor 1 in the distribution of magnesium in the electrode layers 3 and 4.
  • the central region 14C extending from the end portion 14 in the effective electrode portion 12 is more than the end portion 14 where the low resistance portion 10 of the positive electrode layer 3 is formed, that is, the end portion 14 on the end face electrode 5 side.
  • the ratio of the atomic concentration of magnesium to the atomic concentration of aluminum is high.
  • the central region 14C includes the center 1C.
  • the end region 15 of the negative electrode layer 4 where the low resistance portion 11 is formed that is, the center region 15C extending from the end portion 15 in the effective electrode portion 13 is more aluminum than the end portion 15 on the end face electrode 6 side.
  • the ratio of the atomic concentration of magnesium to the atomic concentration is high.
  • the center region 15C includes the center 1C.
  • the ratio of the atomic concentration of aluminum to the atomic concentration of magnesium is 99.5 / 0.5 to 55/45, and a concentration gradient is formed between the end portion 14 and the effective electrode portion 12, and the end portion 15 and the effective electrode portion.
  • the ratio of the atomic concentration of zinc in the positive electrode layer 3 to the atomic concentration of aluminum gradually decreases from the end portion 14 toward the end portion 28, and the ratio of the atomic concentration of zinc in the negative electrode layer 4 to the atomic concentration of aluminum is the end portion. It gradually decreases from 15 toward the end 29.
  • the ratio of the atomic concentration of zinc in the end portions 14 and 15 to the atomic concentration of aluminum is higher than the ratio of the atomic concentration of zinc in the central region 14C of the electrode layers 3 and 4 to the atomic concentration of aluminum.
  • Table 3 shows the moisture resistance determined by changing the ratio of atomic concentrations of aluminum and magnesium and calculating the respective capacity change rates.
  • the atomic concentration ratio is an average of atomic concentration ratios in the positive electrode layer 3 and the negative electrode layer 4 as a whole.
  • “+” indicates a sample that can suppress the capacity change by 5% or more and less than 10% based on the capacity change of the sample whose ratio of aluminum atomic concentration to magnesium atomic concentration is 100/0.
  • a sample that can suppress the capacity change by 10% or more and less than 20% is indicated by “++”, and a sample that can suppress the capacity change by 20% or more is indicated by “++”.
  • the method for measuring the capacity change rate is the same as the method described in Example 1, and is 85 ° C./85% r.p. h.
  • the capacitance change rate of the film capacitor after applying a voltage of 500 V for 900 hours under the conditions of high temperature and high humidity was determined.
  • Example 2 since the magnesium content of the effective electrode portions 12 and 13 is larger than that of the low resistance portions 10 and 11, the moisture resistance of the effective electrode portions 12 and 13 that contribute to the capacity of the capacitor is improved more efficiently. Can be made.
  • the electrode layer 3 (4) includes the end portion 14 (15) connected to one end surface electrode 5 (6) of the pair of end surface electrodes 5 and 6, and the end portion 14 (15). And a central region 14C (15C) extending in a direction away from the center.
  • the ratio of the atomic concentration of magnesium at the end 14 (15) to the atomic concentration of aluminum may be lower than the ratio of the atomic concentration of magnesium to the atomic concentration of aluminum in the central region 14C (15C).
  • the atomic concentration ratio of zinc to aluminum at the end 14 may be higher than the ratio of the atomic concentration of zinc to the atomic concentration of aluminum in the central region 14C (15C).
  • the electrode layer 3 (4) further has an end portion 28 (29) opposite to the end portion 14 (15).
  • the ratio of the atomic concentration of zinc to the atomic concentration of aluminum may gradually decrease from the end portion 14 (15) toward the end portion 28 (29).
  • Example 3 In Example 3, the magnesium distribution in the electrode layers 3 and 4 in Example 1 was changed.
  • Example 3 in the positive electrode layer 3 and the negative electrode layer 4, the peak of the atomic concentration of magnesium in the electrode layer 3 in the width direction 1A, 1B of the dielectric film 2 is present in the large electrode portion 16, and the width of the dielectric film 7 A peak of the atomic concentration of magnesium in the electrode layer 4 in the directions 1A and 1B exists in the large electrode portion 17.
  • a short-time withstand voltage test and a moisture resistance test were performed on the film capacitor of Example 3. 5 and 6 show the results of the short-time withstand voltage test and the moisture resistance test of Example 3, respectively.
  • Conventional example 1 shown in FIG. 5 and FIG. 6 is a film capacitor using a conventional metallized film in which the positive electrode layer and the negative electrode layer are composed only of aluminum layers.
  • the positive electrode layer and the negative electrode layer contain aluminum as a main component and further contain magnesium.
  • the film capacitor uses a metallized film in which the peak of the atomic concentration of magnesium exists in the small divided portion in both the positive electrode layer and the negative electrode layer.
  • the voltage at which the capacity change rate of a capacitor becomes -5% is defined as the withstand voltage of that capacitor.
  • the voltage is increased by a constant voltage every predetermined time in an atmosphere of 100 ° C., and the capacitance change rate is measured.
  • the moisture resistance is evaluated at the time when the capacitance change rate of the capacitor becomes -5%.
  • the capacity change rate 85 ° C./85% r. h.
  • a voltage of 650 V is continuously applied to the sample under the conditions of high temperature and high humidity, the capacity change rate is measured, and the time for the capacity change rate to be ⁇ 5% is measured.
  • Table 4 shows the evaluation results of the withstand voltage and moisture resistance of the film capacitor of Example 3 obtained by the short-time withstand voltage test and the moisture resistance test.
  • the change rate of the withstand voltage of the sample in Table 4 is calculated by (Vt ⁇ V0) / V0 based on the withstand voltage Vt of the sample and the withstand voltage V0 of the conventional example 1.
  • the degree of improvement in moisture resistance of the samples in Table 4 is calculated as ht / h0 based on the time ht when the capacity change rate of the samples becomes ⁇ 5% and the magnetic field h0 of the conventional example 1.
  • Comparative Example 4 shows 1.5 times higher moisture resistance than Conventional Example 1, but the withstand voltage is 3% lower.
  • Example 3 shows substantially the same moisture resistance as that of Comparative Example 4, and 1.4 times higher moisture resistance than Conventional Example 1. Further, with respect to the withstand voltage, Example 3 is higher than Comparative Example 4 and shows substantially the same withstand voltage compared to Conventional Example 1.
  • a film capacitor using a magnesium-added alloy as a metal vapor deposition electrode makes it difficult for the metal vapor deposition electrode to evaporate and scatter, which makes self-healing difficult to occur and lowers the self-healing performance, thereby lowering the withstand voltage.
  • the withstand voltage of the film capacitor is easily affected by the self-healing performance of the small electrode portions 18 and 19. Therefore, the peak of the atomic concentration of magnesium exists in the large electrode portions 16 and 17, and the performance of causing self-healing can be maintained by making the magnesium concentration of the small electrode portions 18 and 19 smaller than that of the large electrode portions 16 and 17. A decrease in withstand voltage can be suppressed.
  • Example 3 had a magnesium atomic concentration peak in the large electrode portions 16 and 17, and Comparative Example 4 had a magnesium atomic concentration peak in the small divided portion.
  • the average value of the magnesium concentration of the plurality of pieces cut out from the large electrode portions 16 and 17 in Example 3 is higher than the average value of the magnesium concentration of the plurality of pieces cut out from the small electrode portions 18 and 19. It was.
  • the magnesium concentration of the small electrode portions 18 and 19 that influence the withstand voltage of the film capacitor is made smaller than that of the large electrode portions 16 and 17. .
  • the configuration of the large electrode portions 16 and 17 is not particularly limited as long as it does not greatly affect the withstand voltage of the film capacitor. Therefore, in the large electrode portions 16 and 17 of Example 3, one electrode that continues uniformly in the winding direction 1E (see FIG. 2) in which the films 2 and 7 are wound without being divided into a plurality of divided electrodes at a margin. It is composed of.
  • the large electrode portions 16 and 17 may be configured by a plurality of divided electrode portions that are divided by an insulating portion in divided units of a certain size.
  • the self-healing performance of the large electrode portions 16 and 17 affects the withstand voltage characteristics of the film capacitor, the effect of the film capacitor of Example 3 is hindered. , 19 larger.
  • the boundary between the large electrode portions 16 and 17 and the small electrode portions 18 and 19 is the substantial center 1C in the width directions 1A and 1B of the effective electrode portions 12 and 13, but it is not limited to this. Absent.
  • the thickness of the small electrode portions 18 and 19 is preferable to make the thickness of the small electrode portions 18 and 19 thinner than the thickness of the large electrode portions 16 and 17. Thereby, the small electrode portions 18 and 19 are easily scattered, and the self-healing performance can be further improved.
  • the thickness can be obtained, for example, by observing the cross section of the electrode layers 3 and 4 with a transmission electron microscope and averaging the values.
  • Example 3 a peak of magnesium atomic concentration is present in the large electrode portions 16 and 17 in both the positive electrode layer 3 and the negative electrode layer 4. Only one of the positive electrode layer 3 and the negative electrode layer 4 has a magnesium atomic concentration peak in the large electrode portion, and the other of the positive electrode layer 3 and the negative electrode layer 4 has a magnesium atomic concentration peak in the small electrode portion. May be present.
  • the electrode layer 3 (4) has the large electrode portions separated from each other by the insulating portions (vertical margins 20, 24) in the width direction 1A along the surface 3A (4A) of the electrode layer 3 (4). 16 (17) and a small electrode portion 18 (19) smaller than the large electrode portion.
  • the peak of the atomic concentration of magnesium in the width direction 1A of the dielectric film 2 may exist in the large electrode portion 16 (17).
  • the small electrode portion 18 (19) may be thinner than the large electrode portion 16 (17).
  • the film capacitor according to the present invention has excellent moisture resistance, and can be suitably used as a capacitor used in various electronic devices, electrical devices, industrial equipment, automobiles, etc., and particularly requires high moisture resistance and high voltage resistance. Useful in the automotive field.

Landscapes

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

Abstract

　フィルムコンデンサは、誘電体フィルムと、誘電体フィルムを介して互いに対向する一対の電極層とを有するコンデンサ素子と、コンデンサ素子の両端に形成された一対の端面電極とを備える。一対の電極層のうちの少なくとも一方の電極層は、アルミニウムを主成分として含み、かつ亜鉛とマグネシウムとをさらに含む。マグネシウムの原子濃度のピークは、亜鉛の原子濃度のピークよりその電極層の表面に近い位置に存在する。このフィルムコンデンサは高い耐湿性を有する。

Description

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、スナバ用に最適なフィルムコンデンサに関する。
　図７は従来のフィルムコンデンサ１００の模式断面図である。フィルムコンデンサ１００は、コンデンサ素子と、コンデンサ素子の両端に形成された端面電極１０４、１０５とを備えている。コンデンサ素子は、誘電体フィルム１０１と、誘電体フィルム１０１を介して互いに対向する正負の電極層１０２、１０３とを有する。
　電極層１０２、１０３はアルミニウムからなり誘電体フィルム１０１上に蒸着されている。電極層１０２、１０３の一端は端面電極１０４、１０５とそれぞれ接続される。
　端面電極１０４、１０５は亜鉛からなり、溶射によって形成される。
　端面電極１０４、１０５と接続される電極層１０２、１０３の端部１０６、１０７では、電極層１０２、１０３の表層に亜鉛の層が設けられている。これにより端面電極１０４、１０５と電極層１０２、１０３との密着性を高め、フィルムコンデンサ１００のｔａｎδを下げることができる。
　なお、フィルムコンデンサ１００に類似の従来のフィルムコンデンサが特許文献１に記載されている。
　電極層１０２、１０３の端部１０６、１０７に亜鉛の層を形成する際に電極層１０２、１０３の全体に亜鉛が拡散する場合がある。例えば蒸着によって亜鉛の層を形成する場合、端部１０６、１０７のみに局所的に蒸着する事は難しく、電極層１０２、１０３全体にも亜鉛の粒子が飛散することがある。亜鉛は腐食しやすいので、電極層１０２、１０３の酸化が進み、結果としてフィルムコンデンサ１００の耐湿性が低下する。
特開２００９－２０６２９６号公報
　フィルムコンデンサは、誘電体フィルムと、誘電体フィルムを介して互いに対向する一対の電極層とを有するコンデンサ素子と、コンデンサ素子の両端に形成された一対の端面電極とを備える。一対の電極層のうちの少なくとも一方の電極層は、アルミニウムを主成分として含み、かつ亜鉛とマグネシウムとをさらに含む。マグネシウムの原子濃度のピークは、亜鉛の原子濃度のピークよりその電極層の表面に近い位置に存在する。
　このフィルムコンデンサは高い耐湿性を有する。
図１は実施の形態におけるフィルムコンデンサの断面図である。 図２は実施の形態におけるフィルムコンデンサの電極層の平面図である。 図３は実施の形態におけるフィルムコンデンサの製造方法を示す模式図である。 図４は実施の形態におけるフィルムコンデンサの電極層の組成を示す図である。 図５は実施の形態におけるフィルムコンデンサの耐電圧試験の結果を示す図である。 図６は実施の形態におけるフィルムコンデンサの耐湿性試験の結果を示す図である。 図７は従来のフィルムコンデンサの模式断面図である。
　図１は実施の形態におけるフィルムコンデンサ１の断面図である。フィルムコンデンサ１は金属化フィルムコンデンサであり、コンデンサ素子５００と、コンデンサ素子５００の両端に形成された端面電極５、６とを備えている。コンデンサ素子５００は、誘電体フィルム２と、誘電体フィルム２を介して互いに対向する電極層３、４とを有する。電極層３は電極層４より高い電圧が印加され、電極層３は正極として機能し、電極層４は負極として機能する。以下、正極となる電極層３を正極層３、負極となる電極層４を負極層４と記載する。正極層３、負極層４を総称する場合には電極層３、４と記載する。
　図２は電極層３、４の平面図である。図１と図２に示すように、誘電体フィルム２の上面２Ａ上に正極層３が形成され、誘電体フィルム７の上面７Ａ上に負極層４が形成されている。正極層３、負極層４は、誘電体フィルム２を介して互いに対向している。
　図１に示す構造以外にも、例えば誘電体フィルム２の上面２Ａに正極層３が形成され、下面２Ｂに負極層４が形成されていてもよい。
　また、巻回形のコンデンサ素子５００を形成する場合は、正極層３、負極層４とともに誘電体フィルム２、７を一体的に巻回し、正極層３と負極層４とが誘電体フィルム２、７を介して互いに対向する。
　誘電体フィルム２、７は、電極層３、４を外部に取り出すため、幅方向１Ａ、１Ｂに１ｍｍ程度ずらして重ね合わされている。正極層３は方向１Ｂに位置する端部１４と、方向１Ｂの反対の方向１Ａに位置する端部２８とを有する。正極層３の端部１４は端面電極５と接続され、端面電極６と絶縁されている。正極層３の端部２８と端面電極６との間には、正極層３が形成されていない絶縁マージン８が設けられている。絶縁マージン８では誘電体フィルム２が正極層３から露出している。負極層４は方向１Ａに位置する端部１５と、方向１Ｂに位置する端部２９とを有する。負極層４の端部１５は端面電極６と接続され、端面電極５と絶縁されている。負極層４の端部２９と端面電極５との間には、負極層４が形成されていない絶縁マージン９が設けられている。絶縁マージン９では誘電体フィルム７が負極層４から露出している。電極層３の端部２８は絶縁マージン８を介して端面電極６と対向し、電極層４の端部２９は絶縁マージン９を介して端面電極５と対向する。
　誘電体フィルム２、７は、ポリプロピレンや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、ポリフェニルサルファイド、ポリスチレン等の絶縁性有機高分子からなるフィルムである。
　正極層３は誘電体フィルム２の上面２Ａに蒸着によって形成でき、負極層４は誘電体フィルム７の上面７Ａに蒸着によって形成できる。
　端面電極５、６は電極層３、４の端部１４、１５にそれぞれ亜鉛を溶射して形成される。亜鉛は比較的融点が低いので、溶射しても誘電体フィルム２、７や電極層３、４が変形、変質しにくい。また、低温で端面電極５、６を形成でき、生産性が高い。
　正極層３、負極層４の少なくとも一方の電極層は、アルミニウムを主成分として含み、亜鉛とマグネシウムとをさらに含み、マグネシウムの原子濃度のピークが亜鉛の原子濃度のピークよりもその電極層の表面により近くに位置する。
　このように亜鉛の含有率の高い層上にマグネシウムの含有率の高い層が形成されているので、亜鉛の層が電極層の全体に形成されてしまっても、マグネシウムの層によって酸化劣化を抑制でき、その結果、フィルムコンデンサ１の耐湿性を向上できる。
　図３はフィルムコンデンサ１の製造方法を示す模式図である。正極層３、負極層４は蒸着法により形成されている。図３に示すように、真空蒸着装置３１の内部において、誘電体フィルム２または誘電体フィルム７を巻き取ったローラー３２から誘電体フィルム２または誘電体フィルム７をドラム３３に密着させながら移動させる。ローラー３４に巻き取りながら、蒸着材料を誘電体フィルム２または誘電体フィルム７の表面に真空蒸着し、マグネシウムの原子濃度のピークを亜鉛の原子濃度のピークより表層に存在させる。アルミニウムや亜鉛、マグネシウムの蒸着材料はるつぼ３５に充填される。
　（実施例１）
　実施例１のフィルムコンデンサ１では、誘電体フィルム２の上面２Ａ上に蒸着によって正極層３が形成され、誘電体フィルム７の上面７Ａ上に蒸着によって負極層４が形成されている。
　電極層３、４（正極層３、負極層４）は、それぞれ低抵抗部１０、１１と、有効電極部１２、１３とからなる。有効電極部１２、１３は電極層３、４の端部２８、２９をそれぞれ含む。図１と図２に示すように、電極層（正極層）３の有効電極部１２は誘電体フィルム２を介して電極層（負極層）４の有効電極部１３に対向し、静電容量を形成する。
　正極層３は、低抵抗部１０と有効電極部１２とを合わせた全体で、アルミニウムを主成分として含み、マグネシウムと亜鉛とをさらに含む。負極層４も、低抵抗部１１と有効電極部１３とを合わせた全体で、アルミニウムを主成分として含み、マグネシウムと亜鉛とをさらに含む。
　低抵抗部１０、１１は、正極層３、負極層４の表層に亜鉛を多く蒸着して形成される。実施例１では、低抵抗部１０、１１は、有効電極部１２、１３よりも厚い。
　実施例１の低抵抗部１０、１１は、正極層３、負極層４における抵抗値が５Ω／□以下の領域を指す。また低抵抗部１０は端部１４から２．５ｍｍ以下の幅で形成されている。低抵抗部１１は端部１５から２．５ｍｍ以下の幅で形成されている。抵抗値は、株式会社三菱化学アナリテック製の抵抗率計ロレスタＧＰ　ＭＣＰ－Ｔ６１０型を用い、定電流印加方式の４端子４探針法で測定した。
　低抵抗部１０、１１を形成する工程において、亜鉛を蒸着する際に亜鉛の蒸着微粒子が放射状に飛散し、有効電極部１２、１３にも亜鉛が含まれる。
　実施例１の有効電極部１２は大電極部１６と小電極部１８とで構成され、有効電極部１３は大電極部１７と小電極部１９とで構成される。
　図１と図２に示すように、正極層３の容量を形成する有効電極部１２の幅方向１Ａ、１Ｂにおける実質的な中央１Ｃから絶縁マージン８に向かう部分に縦マージン２０および横マージン２１が形成されている。縦マージン２０と横マージン２１は、電極層３が形成されておらず、電極層３から誘電体フィルム２の上面２Ａが露出した部分である。縦マージン２０と横マージン２１は誘電体フィルム２の上面２Ａにオイルを転写することにより電極層３を形成する金属が蒸着されていない絶縁部である。正極層３は、中央１Ｃから端面電極５に接続された端部１４までの部分がマージンの形成されていない大電極部１６となり、中央１Ｃから端部２８までの部分が縦マージン２０および横マージン２１により区分けされた複数の小電極部１８となる。大電極部１６は小電極部１８より大きい。
　小電極部１８は図２に示すようにヒューズ部２２にて大電極部１６と電気的に並列に接続されており、隣接する小電極部１８どうしもヒューズ部２３にて電気的に並列に接続されている。
　大電極部１６は図２に示すように、誘電体フィルム２の上面２Ａに中央１Ｃから端部１４にかけて形成されている。小電極部１８の方向１Ａ、１Ｂの幅は有効電極部１２の幅Ｗの約１／４で、誘電体フィルム２の上面２Ａに中央１Ｃから絶縁マージン８にかけて形成されている。なお、中央１Ｃ部から絶縁マージン８まで方向１Ａ、１Ｂにおいて２つの小電極部１８が設けられているが、これに限らず３つ以上の小電極部１８が方向１Ａ、１Ｂに設けられていてもよい。
　実使用時において、正極層３、負極層４間の絶縁の欠陥した部分で短絡が生じた場合には短絡のエネルギーで欠陥部分周辺の正極層３が蒸発・飛散して絶縁が復活する。この自己回復機能により、正極層３、負極層４間の一部が短絡してもフィルムコンデンサ１の機能が回復する。また、小電極部１８の不具合により小電極部１８に大量の電流が流れた場合には、ヒューズ部２２あるいはヒューズ部２３が飛散することで不具合の生じている部分の小電極部１８の電気的接続が切断され、フィルムコンデンサ１の電流は正常な状態に戻る。
　負極層４は、正極層３と同様、容量を形成する有効電極部１３の幅方向１Ａ、１Ｂの中央１Ｃから端部２９までの部分に縦マージン２４および横マージン２５が形成されている。縦マージン２４と横マージン２５は、電極層４が形成されておらず、電極層４から誘電体フィルム７の上面７Ａが露出した部分である。縦マージン２４と横マージン２５は誘電体フィルム７の上面７Ａにオイルを転写することにより電極層４を形成する金属が蒸着されていない絶縁部である。負極層４は、中央１Ｃから端面電極６に接続された端部１５までの部分がマージンの形成されていない大電極部１７となり、中央１Ｃから端部２９までの部分が縦マージン２４および横マージン２５により区分けされた複数の小電極部１９となる。大電極部１７は小電極部１９より大きい。
　小電極部１９は、図２に示すように正極層３の小電極部１８と同様の構成を有し、大電極部１７とヒューズ部２６にて並列に接続され、小電極部１９どうしもヒューズ部２７にて並列に接続されている。小電極部１９、ヒューズ部２６、２７を備えることによる効果も正極層３と同様である。
　このように、電極層３、４の端面電極５、６と接続される部分を大電極部１６、１７とし、その反対側を小電極部１８、１９とする。すなわち、端面電極５に大電極部１６が接続され、小電極部１８が大電極部１６に接続されて大電極部１６を介して端面電極５に接続されている。また、端面電極６に大電極部１７が接続され、小電極部１９が大電極部１７に接続されて大電極部１７を介して端面電極６に接続されている。この構成によって、電流密度に応じて電極幅を変えることができ、電極層３、４の実質的な抵抗を小さくできる。
　正極層３の低抵抗部１０は、正極層３の端面電極５と接続される端部１４側に形成される。有効電極部１２は誘電体フィルム２を介して負極層４と対向し、フィルムコンデンサ１の正極として機能する。
　負極層４の低抵抗部１１は、端面電極６と接続される端部１５に形成される。有効電極部１３は誘電体フィルム２を介して正極層３と対向し、フィルムコンデンサ１の負極として機能する。
　実施例１の正極層３、負極層４は、主材料がアルミニウムからなり、アルミニウムの原子濃度は亜鉛とマグネシウムの原子濃度の和より大きい。
　実施例１では、電極層３、４全体におけるアルミニウムの原子濃度は平均すると５０ａｔｍ％以上である。亜鉛の電極層３、４全体における原子濃度は１ａｔｍ％以上４０ａｔｍ％以下、マグネシウムの原子濃度は、０．５ａｔｍ％以上４５ａｔｍ％以下程度である。
　図４はＸ線光電子分光（ＸＰＳ）分析結果から求めた、正極層３、負極層４の有効電極部１２、１３の表面からの方向１Ｄの深さ（距離）換算値（ｎｍ）と原子濃度（ａｔｍ％）との関係を示す。深さ換算値は、同条件における二酸化ケイ素膜のスパッタレートとアルミニウムのスパッタレートの比較から換算する。方向１Ｄは方向１Ａ、１Ｂに直角であり、電極層３から誘電体フィルム２の上面２Ａに向かう方向であり、電極層４から誘電体フィルム７の上面７Ａに向かう方向である。
　図４に示すように、深さ換算値で約２ｎｍの位置にマグネシウムの原子濃度のピークｐ１が存在する。さらに表層にはＯ原子が存在し、酸化膜が形成されている。
　マグネシウムの原子濃度のピーク値は、実施例１では、約５ａｔｍ％である。マグネシウムの原子濃度のピーク値は１ａｔｍ％以上４５ａｔｍ％以下程度が好ましい。この範囲で電極層３、４の耐湿性を向上させることができる。耐湿性に関する詳細な説明は後述する。
　また表層から深さ換算値で約３ｎｍの領域に亜鉛の原子濃度のピークｐ２が存在する。
　亜鉛の原子濃度のピークｐ２より、マグネシウムの原子濃度のピークｐ１の方が、電極層３、４の表層側に存在している。方向１Ｄにおいて、亜鉛の原子濃度のピークｐ２より、マグネシウムの原子濃度のピークｐ１の方が電極層３、４の上面のより近くに位置する。
　亜鉛の原子濃度のピーク値は、実施例１では、４ａｔｍ％である。亜鉛は融点が低いが、耐湿性が低いので、亜鉛の原子濃度のピーク値は１ａｔｍ％以上７０ａｔｍ％以下程度が好ましい。
　また、電極層３、４の表面（上面）から深さ換算値で約６．５ｎｍの領域にアルミニウムの原子濃度のピークｐ３が存在する。実施例１では、アルミニウムの原子濃度のピークｐ３より、マグネシウム、亜鉛の原子濃度のピークｐ１、ｐ２の方が、電極層３、４の表層側に存在している。すなわち、方向１Ｄにおいて、アルミニウムの原子濃度のピークｐ３より、マグネシウム、亜鉛の原子濃度のピークｐ１、ｐ２の方が、電極層３、４の上面のより近くに位置する。
　アルミニウムの原子濃度のピーク値は、実施例１では、約６５ａｔｍ％である。アルミニウムは体積抵抗率が低く、薄く形成できるので、絶縁破壊が生じた場合、その周辺が素早く飛散し、絶縁回復（セルフヒーリング）しやすい。したがって電極層３、４にアルミニウムを用いると耐電圧性が高くなるので、アルミニウムの原子濃度のピーク値は５０ａｔｍ％以上が好ましい。
　なお、深さ換算値で約２０ｎｍ以上の深部においては、Ｏ原子、Ａｌ原子、Ｍｇ原子、Ｚｎ原子のいずれの原子濃度も低くなっている。電極層３、４の上面からある程度の深さでは、正極層３、負極層４を構成する材料だけでなく、誘電体フィルム２あるいは誘電体フィルム７を構成する材料が多く検出される。したがって、実際には測定位置が深くなるに連れ誘電体フィルム２あるいは誘電体フィルム７を構成する材料であるＣ原子が多く検出される。
　フィルムコンデンサの比較例１を準備した。比較例１の電極層は、アルミニウムを主成分として含み、亜鉛をさらに含むが、マグネシウムを含まない。比較例１の電極層は、実施例１と同様に、電極層の表層から深さ換算値で約３ｎｍの領域に亜鉛の原子濃度のピークが存在する。亜鉛の原子濃度のピーク値は、実施例１と同様に、４ａｔｍ％である。また、実施例１と同様に、表層から深さ換算値で約６．５ｎｍの領域にアルミニウムの原子濃度のピークが存在する。アルミニウムの原子濃度のピークより、亜鉛の原子濃度のピークの方が、電極層の表層側に存在している。アルミニウムの原子濃度のピーク値は、約６５ａｔｍ％である。その他の構成は実施例１と同様である。
　表１は、実施例１の電極層３、４の抵抗値（Ω／□）と、比較例１との耐湿性の比較結果を示す。８５℃／８５％ｒ．ｈ．の高温高湿度の条件下で５００Ｖの電圧を９００時間印加し続けた後のフィルムコンデンサ１の容量変化を測定した。容量変化が小さいほど、耐湿性が高い。
　表１において、比較例１よりも耐湿性が高い実施例１の試料、即ち容量変化が小さい試料を「＋」と示し、比較例１とほぼ同じ容量変化である試料を「±」で示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示すように、実施例１のフィルムコンデンサ１は比較例１より高い耐湿性を有する。特に電極層３、４の抵抗が５Ω／□以上、３０Ω／□以下の範囲で比較例１と比べて容量変化が小さく、高い耐湿性を有する。
　その理由を以下に示す。はじめに、マグネシウムによる耐湿性の向上について説明する。フィルムコンデンサの比較例２、３を準備した。比較例２は、正極層、負極層いずれの電極層もアルミニウム単体で形成されている。比較例３は、正極層、負極層いずれの電極層もアルミニウムを主成分として含み、５ａｔｍ％のマグネシウムをさらに含む。マグネシウムの原子濃度のピークは、アルミニウムの原子濃度のピークより電極層の表層側に位置する。
　比較例２、比較例３の電極層の厚みは２４．０ｎｍである。比較例２、比較例３のフィルムコンデンサの耐湿性を測定した。
　８５℃／８５％ｒ．ｈ．の高温高湿度の条件下で５００Ｖの電圧を９００時間印加し続けた後のフィルムコンデンサの容量変化率（％）を求めることで耐湿性を判定する。フィルムコンデンサの容量が上記電圧の印加前に容量Ｃ０であり、電圧印加後に容量Ｃｔになった場合の容量変化率を（Ｃｔ－Ｃ０）／Ｃ０で求める。上述したように、容量変化率が小さいほど耐湿性が高い。
　比較例２の容量変化率は－３７．０％であったのに対し、比較例３の容量変化率は－１５．５％である。このように、マグネシウムを電極層に含むフィルムコンデンサの比較例３は、電極層をアルミニウム単体で形成したフィルムコンデンサの比較例２より高い耐湿性を有する。
　その理由を以下に説明する。マグネシウムはアルミニウムよりもイオン化傾向が大きいので、アルミニウムよりもすばやく酸化膜を形成し、不動態となって酸化膜で覆われた亜鉛の層やアルミニウムの層の酸化劣化を抑制できる。したがって、比較例３のように電極層にマグネシウムを含有させることで、不動態膜が形成されやすく、容量変化を抑制し、耐湿性を高めることができる。
　亜鉛はアルミニウムよりイオン化傾向が小さいので、酸化しにくく、不動態を形成しないので、アルミニウムより更に耐湿性が低い。実施例１のフィルムコンデンサ１では、電極層３、４は亜鉛を含む。しかし、亜鉛の層上にマグネシウムの層が形成されているので、電極層３、４の酸化劣化を抑制し、耐湿性を向上させることができる。
　なお、表１に示す電極層３、４の抵抗値が３Ω／□以下と低い場合は電極層３、４が非常に厚い。この場合には、電極層３、４が多少酸化劣化しても、電流を流す電極層３、４として機能する領域が多く残存するため、容量変化が小さくなる。また電極層３、４の抵抗値が５０Ω／□以上と高い場合は、電極層３、４の膜厚が非常に薄い。この場合にはマグネシウムの含有量も少ないので、酸化劣化を抑制する効果も小さくなる。
　以上より、実施例１は耐湿性が高く、特に電極層の抵抗が５Ω／□以上、３０Ω／□以下の範囲で比較例１と比べて高い耐湿性を有する。
　表２は、電極層３、４間の電位傾度と、比較例との実施例１の耐湿性の比較結果を示す。耐湿性は表１を得た方法と同様に判定する。電位傾度とは、印加電圧（Ｖ）を誘電体フィルム２、７の膜厚（μｍ）で割った値である。表２において、比較例１と比べて耐湿性が高い試料は「＋」で示し、比較例１とほぼ変わらない耐湿性を有する試料を「±」で示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　実施例１では、特にコンデンサの電位傾度が１５０Ｖ／μｍ以上の範囲で、比較例１と比べて優位な耐湿性向上効果を得られる。電位傾度が１００Ｖ／μｍ以下の領域では、酸化劣化が殆ど無いので、実施例１の電極層３、４は、電位傾度が１５０Ｖ／μｍ以上の場合に使用することがより有効である。
　また実施例１では、融点の低い亜鉛が低抵抗部１０、１１に含有されるので、フィルムコンデンサ１のｔａｎδを低くすることができる。亜鉛の融点は４１９．５℃であり、アルミニウムの融点は約６６０℃であり、マグネシウムの融点は約６５０℃である。電極層３、４は、局部的に厚い亜鉛の層を有する低抵抗部１０、１１をそれぞれ有する。亜鉛を溶射することにより端面電極５、６を形成する工程で低抵抗部１０、１１の亜鉛が軟化し、電極層３、４と端面電極５、６とがそれぞれ密着する。その結果、フィルムコンデンサ１の抵抗を下げることができ、ｔａｎδを小さくすることができる。
　また、実施例１では、電極層３、４の主材料をアルミニウムとしているのでフィルムコンデンサ１の高いセルフヒーリング性を維持することができる。アルミニウムは亜鉛やマグネシウムより電気抵抗が小さい。したがって、アルミニウムを主原料とすることで電極層を薄く形成でき、飛散し易くなり、セルフヒーリング性が高まる。
　また、実施例１では、アルミニウムの原子濃度のピークｐ３が亜鉛の原子濃度のピークｐ２よりも下層にある。すなわち、方向１Ｄにおいて、電極層３でのアルミニウムの原子濃度のピークｐ３は亜鉛の原子濃度のピークｐ２よりも電極層３の上面からより遠くに位置し、電極層４でのアルミニウムの原子濃度のピークｐ３は亜鉛の原子濃度のピークｐ２よりも電極層４の上面からより遠くに位置する。したがって、アルミニウムが飛散することで亜鉛が飛散しやすくなり、セルフヒーリング性を高めることができる。
　以上述べたように、コンデンサ素子５００は、誘電体フィルム２と、誘電体フィルム２を介して互いに対向する一対の電極層３、４とを有する。コンデンサ素子５００の両端には一対の端面電極５、６が形成されている。一対の電極層３、４のうちの少なくとも一方の電極層３（４）は、アルミニウムを主成分として含み、かつ亜鉛とマグネシウムとをさらに含む。マグネシウムの原子濃度のピークは、亜鉛の原子濃度のピークよりその電極層３（４）の表面に近い位置に存在する。
　（実施例２）
　実施例２は、フィルムコンデンサ１の実施例１に対して電極層３、４のマグネシウムの分布が異なる。
　実施例２では、正極層３の低抵抗部１０が形成されている端部１４、すなわち端面電極５側の端部１４より、有効電極部１２で端部１４から延びる中央領域１４Ｃの方が、アルミニウムの原子濃度に対するマグネシウムの原子濃度の比率が高い。中央領域１４Ｃは中央１Ｃを含む。同様に、負極層４の低抵抗部１１が形成されている端部１５、すなわち端面電極６側の端部１５より、有効電極部１３で端部１５から延びる中央領域１５Ｃの方が、アルミニウムの原子濃度に対するマグネシウムの原子濃度の比率が高い。中央領域１５Ｃは中央１Ｃを含む。
　アルミニウムの原子濃度のマグネシウムの原子濃度にお対する比率が９９．５／０．５～５５／４５の範囲で端部１４と有効電極部１２間で濃度勾配をつけ、端部１５と有効電極部１３間で濃度勾配をつけることで、マグネシウムによる耐湿性向上効果をより効果的に得られる。
　なお、正極層３における亜鉛の原子濃度のアルミニウムの原子濃度に対する比率は、端部１４から端部２８に向かうにつれて漸減し、負極層４における亜鉛の原子濃度のアルミニウムの原子濃度に対する比率は端部１５から端部２９に向かうにつれて漸減する。端部１４、１５における亜鉛のアルミニウムの原子濃度に対する原子濃度の比率は、電極層３、４の中央領域１４Ｃにおける亜鉛の原子濃度のアルミニウムの原子濃度に対する比率より高い。
　表３は、アルミニウムとマグネシウムの原子濃度の比率を変え、それぞれの容量変化率を算出して判断した耐湿性を示す。なお、表３において、原子濃度の比率は正極層３および負極層４全体における原子濃度の比率の平均である。
　また、表３において、アルミニウムの原子濃度のマグネシウムの原子濃度に対する比率が１００／０である試料の容量変化を基準に、容量変化を５％以上１０％未満だけ抑制できた試料を「＋」で示し、容量変化を１０％以上２０％未満だけ抑制できた試料を「＋＋」で示し、容量変化を２０％以上抑制できた試料を「＋＋＋」で示す。容量変化率の測定方法は、実施例１で説明した方法と同じであり、８５℃／８５％ｒ．ｈ．の高温高湿度の条件下で５００Ｖの電圧を９００時間印加し続けた後のフィルムコンデンサの容量変化率を求めた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表３に示すように、アルミニウムの原子濃度のマグネシウムの原子濃度に対する比率が９９．５／０．５以上にマグネシウムが多いと耐湿性が高まり、比率が５５／４５より多くマグネシウムを含んでも耐湿性向上効果が頭打ちになる。このように、アルミニウムの原子濃度のマグネシウムの原子濃度に対する比率が９９．５／０．５～５５／４５の範囲とすることでマグネシウムによる耐湿性向上効果が効率よく得られる。
　また、実施例２では、低抵抗部１０、１１よりも有効電極部１２、１３のマグネシウムの含有量が多いので、コンデンサの容量に寄与する有効電極部１２、１３の耐湿性をより効率よく向上させることができる。
　以上述べたように、電極層３（４）は、一対の端面電極５、６のうちの一方の端面電極５（６）と接続された端部１４（１５）と、端部１４（１５）から離れる方向に延びる中央領域１４Ｃ（１５Ｃ）とを有する。端部１４（１５）のマグネシウムの原子濃度のアルミニウムの原子濃度に対する比率は、中央領域１４Ｃ（１５Ｃ）におけるマグネシウムの原子濃度のアルミニウムの原子濃度に対する比率より低くてもよい。
　また、端部１４（１５）での亜鉛のアルミニウムに対する原子濃度比率は、中央領域１４Ｃ（１５Ｃ）における亜鉛の原子濃度のアルミニウムの原子濃度に対する比率より高くてもよい。
　電極層３（４）は、端部１４（１５）の反対側の端部２８（２９）をさらに有する。電極層３（４）は、端部１４（１５）から端部２８（２９）に向けて亜鉛の原子濃度のアルミニウムの原子濃度に対する比率が漸減していてもよい。
　（実施例３）
　実施例３は、実施例１において電極層３、４のマグネシウムの分布を変えたものである。
　実施例３では正極層３、負極層４において、誘電体フィルム２の幅方向１Ａ、１Ｂにおける電極層３でのマグネシウムの原子濃度のピークが大電極部１６に存在し、誘電体フィルム７の幅方向１Ａ、１Ｂにおける電極層４でのマグネシウムの原子濃度のピークが大電極部１７に存在する。
　実施例３のフィルムコンデンサに対して短時間耐電圧試験および耐湿性試験を行った。図５と図６はそれぞれ実施例３の短時間耐電圧試験および耐湿性試験の結果を示す。
　図５と図６に示す従来例１は、正極層と負極層がアルミニウムの層のみからなる従来の金属化フィルムを用いたフィルムコンデンサである。比較例４は、正極層並びに負極層がアルミニウムを主成分として含み、マグネシウムをさらに含む。比較例４において、マグネシウムの原子濃度のピークが、正極層、負極層いずれにおいても小分割部に存在する金属化フィルムを用いたフィルムコンデンサである。
　短時間耐電圧試験では、コンデンサの容量変化率が－５％になる電圧をそのコンデンサの耐電圧として定義する。短時間耐電圧試験では、コンデンサの耐電圧を求めるために、１００℃雰囲気下、所定時間ごとに一定電圧ずつ昇圧し、容量変化率を測定する。
　耐湿性試験では、コンデンサの容量変化率が－５％になる時間で耐湿性を評価する。容量変化率を求めるために、８５℃／８５％ｒ．ｈ．の高温高湿度の条件下で６５０Ｖの電圧を試料に印加し続け、容量変化率を測定し、容量変化率が－５％になる時間を測定する。
　短時間耐電圧試験および耐湿性試験で求められた実施例３のフィルムコンデンサの耐電圧、耐湿性の評価結果を表４に示す。表４中の試料の耐電圧の変化率は、試料の耐電圧Ｖｔと従来例１の耐電圧Ｖ０により、（Ｖｔ－Ｖ０）／Ｖ０で算出する。また、表４中の試料の耐湿性向上度は、試料の容量変化率が－５％となる時間ｈｔと従来例１の磁間ｈ０により、ｈｔ／ｈ０で算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表４に示すように、比較例４は従来例１よりも１．５倍の高い耐湿性を示しているが、耐電圧は３％低い。一方、実施例３は、比較例４とほぼ同等の耐湿性を示し、従来例１よりも１．４倍の高い耐湿性を示している。また、耐電圧については、実施例３は比較例４よりも高く従来例１と比べて略同等の耐電圧を示している。
　マグネシウムを添加した合金を金属蒸着電極に用いたフィルムコンデンサでは金属蒸着電極の蒸発・飛散が起こりにくくなり、セルフヒーリングが起こりにくくなりセルフヒーリング性能が低下し、そのために耐電圧が低下する。また、フィルムコンデンサの耐電圧は、小電極部１８、１９のセルフヒーリング性能の影響を受けやすい。したがって、マグネシウムの原子濃度のピークが大電極部１６、１７に存在し、小電極部１８、１９のマグネシウム濃度を大電極部１６、１７よりも小さくすることでセルフヒーリングを起こす性能を維持でき、耐電圧の低下を抑制することができる。
　なお、実施例３並びに比較例４におけるマグネシウムの原子濃度は蛍光Ｘ線分析（ＸＲＦ）にて測定した。具体的には、金属化フィルムから１０ｍｍφの複数の個片を金属化フィルムの幅方向に連続して切り取り、各個片に含まれるマグネシウムの濃度を測定した。この結果、実施例３は大電極部１６、１７にマグネシウムの原子濃度のピークが存在し、比較例４は小分割部にマグネシウムの原子濃度のピークが存在することを確認している。なお、実施例３の大電極部１６、１７から切り取った複数の個片のマグネシウムの濃度の平均値は小電極部１８、１９から切り取った複数の個片のマグネシウムの濃度の平均値よりも高かった。
　なお、このようにフィルムコンデンサの耐電圧の低下の抑制の効果を得るために、フィルムコンデンサの耐電圧を左右する小電極部１８、１９のマグネシウムの濃度を大電極部１６、１７よりも小さくする。大電極部１６、１７の構成はフィルムコンデンサの耐電圧に大きな影響を与えない限り、特に限られるものではない。したがって、実施例３の大電極部１６、１７ではマージンにて複数の分割電極に分割せずにフィルム２、７を巻回する巻回方向１Ｅ（図２参照）に一様に続く一つの電極にて構成されている。この構成に限らず、例えば大電極部１６、１７を絶縁部によりある程度の大きさの分割単位にて区切られた複数の分割電極部より構成されていてもよい。ただし、大電極部１６、１７のセルフヒーリング性能がフィルムコンデンサの耐電圧特性に影響を与える場合は実施例３のフィルムコンデンサの効果が阻害されるので、大電極部１６、１７は小電極部１８、１９よりは大きくする。
　また、実施例３では大電極部１６、１７と小電極部１８、１９の境界を有効電極部１２、１３の幅方向１Ａ、１Ｂにおける実質的な中央１Ｃであるが、これに限られるものでもない。
　なお、小電極部１８、１９の厚みを大電極部１６、１７の厚みよりも薄くすることが好ましい。これにより小電極部１８、１９が飛散しやすくなり、セルフヒーリング性能をより高めることが出来る。厚みは例えば電極層３、４の断面を透過型電子顕微鏡で観察し、その平均値から求めることができる。
　また、実施例３では正極層３、負極層４のいずれにおいてもマグネシウムの原子濃度のピークが大電極部１６、１７に存在する。正極層３、負極層４のうちの一方のみについてマグネシウムの原子濃度のピークが大電極部に存在し、正極層３、負極層４のうちの他方についてマグネシウムの原子濃度のピークが小電極部に存在してもよい。
　以上述べたように、電極層３（４）は、電極層３（４）の表面３Ａ（４Ａ）に沿った幅方向１Ａにおいて絶縁部（縦マージン２０、２４）により互いに区分された大電極部１６（１７）と、大電極部より小さい小電極部１８（１９）とを有する。誘電体フィルム２の幅方向１Ａにおけるマグネシウムの原子濃度のピークは大電極部１６（１７）に存在してもよい。また、小電極部１８（１９）は大電極部１６（１７）よりも薄くてもよい。
　実施の形態において、「上面」「下面」等の方向を示す用語は、誘電体フィルム２、７や電極層３、４等のフィルムコンデンサ１の構成部材の相対的な位置関係にのみ依存する相対的な方向を示し、鉛直方向等の絶対的な方向を示すものではない。
　本発明によるフィルムコンデンサは優れた耐湿性を有しており、各種電子機器、電気機器、産業機器、自動車等に用いられるコンデンサとして好適に採用でき、特に高耐湿性、高耐電圧特性が求められる自動車用分野に有用である。
１　　フィルムコンデンサ
２　　誘電体フィルム
３　　電極層
４　　電極層
５，６　　端面電極
７　　誘電体フィルム
１４，１５　　端部（第１の端部）
１４Ｃ，１５Ｃ　　中央領域
１６，１７　　大電極部
１８，１９　　小電極部
２０，２４　　縦マージン（絶縁部）
２８，２９　　端部（第２の端部）

Claims (6)

  1. 誘電体フィルムと、前記誘電体フィルムを介して互いに対向する一対の電極層とを有するコンデンサ素子と、
    前記コンデンサ素子の両端に形成された一対の端面電極と、
    を備え、
    前記一対の電極層のうちの少なくとも一方の電極層は、アルミニウムを主成分として含み、かつ亜鉛とマグネシウムとをさらに含み、
    マグネシウムの原子濃度のピークは、亜鉛の原子濃度のピークより前記少なくとも一方の電極層の表面に近い位置に存在する、フィルムコンデンサ。
  2. 前記少なくとも一方の電極層は、前記一対の端面電極のうちの一方の端面電極と接続された端部と、前記端部から離れる方向に延びる中央領域とを有し、
    前記端部のマグネシウムの原子濃度のアルミニウムの原子濃度に対する比率は、前記中央領域におけるマグネシウムの原子濃度のアルミニウムの原子濃度に対する比率より低い、請求項１に記載のフィルムコンデンサ。
  3. 前記少なくとも一方の電極層は、前記一対の端面電極のうちの一方の端面電極と接続された第１の端部と、前記第１の端部から離れる方向に延びる中央領域とを有し、
    前記端部での亜鉛のアルミニウムに対する原子濃度比率は、前記中央領域における亜鉛の原子濃度のアルミニウムの原子濃度に対する比率より高い、請求項１に記載のフィルムコンデンサ。
  4. 前記少なくとも一方の電極層は、前記第１の端部の反対側の第２の端部をさらに有し、
    前記少なくとも一方の電極層は、前記第１の端部から前記第２の端部に向けて亜鉛の原子濃度のアルミニウムの原子濃度に対する比率が漸減している、請求項３に記載のフィルムコンデンサ。
  5. 前記少なくとも一方の電極層は、前記少なくとも一方の電極層の前記表面に沿った幅方向において絶縁部により互いに区分された大電極部と、前記大電極部より小さい小電極部とを有し、
    前記誘電体フィルムの前記幅方向におけるマグネシウムの原子濃度のピークは前記大電極部に存在する、請求項１に記載のフィルムコンデンサ。
  6. 前記小電極部は前記大電極部よりも薄い、請求項５に記載のフィルムコンデンサ。
PCT/JP2012/006658 2011-11-11 2012-10-18 フィルムコンデンサ WO2013069211A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201280055356.4A CN103930960B (zh) 2011-11-11 2012-10-18 薄膜电容器
US14/344,287 US9437364B2 (en) 2011-11-11 2012-10-18 Film capacitor
EP12847409.5A EP2779187B1 (en) 2011-11-11 2012-10-18 Film capacitor

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011-247169 2011-11-11
JP2011247169A JP5934881B2 (ja) 2011-11-11 2011-11-11 金属化フィルムコンデンサ
JP2012085398A JP5974275B2 (ja) 2012-04-04 2012-04-04 フィルムコンデンサ
JP2012-085398 2012-04-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013069211A1 true WO2013069211A1 (ja) 2013-05-16

Family

ID=48289031

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2012/006658 WO2013069211A1 (ja) 2011-11-11 2012-10-18 フィルムコンデンサ

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9437364B2 (ja)
EP (1) EP2779187B1 (ja)
CN (3) CN106783169B (ja)
WO (1) WO2013069211A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015037229A1 (ja) * 2013-09-11 2015-03-19 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 金属化フィルムとこの金属化フィルムを用いた金属化フィルムコンデンサ、およびこの金属化フィルムの製造方法
JPWO2017068758A1 (ja) * 2015-10-21 2018-08-09 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 金属化フィルムの製造方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103597561B (zh) 2011-05-30 2016-11-23 松下知识产权经营株式会社 金属化薄膜电容器
WO2013069211A1 (ja) * 2011-11-11 2013-05-16 パナソニック株式会社 フィルムコンデンサ
JP2015115362A (ja) * 2013-12-09 2015-06-22 小島プレス工業株式会社 金属化フィルムコンデンサ
WO2018079150A1 (ja) * 2016-10-28 2018-05-03 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 フィルムコンデンサ
JP6586940B2 (ja) * 2016-12-22 2019-10-09 トヨタ自動車株式会社 誘電体フィルムとフィルムコンデンサ
CN107293403A (zh) * 2017-05-10 2017-10-24 蚌埠市嘉实机电设备制造有限公司 一种薄膜电容器
US11631545B2 (en) 2017-10-27 2023-04-18 Kyocera Corporation Film capacitor, combination type capacitor, and inverter and electric vehicle employing the same

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011055517A1 (ja) * 2009-11-04 2011-05-12 パナソニック株式会社 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

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2902195C2 (de) 1979-01-20 1984-09-06 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Selbstheilender elektrischer Kondensator
CA1266518A (en) 1985-03-12 1990-03-06 Raynor Linzey Self-healing metallized film capacitor
US5019418A (en) 1985-03-12 1991-05-28 Sprague Electric Company Metallized film capacitor process
JPH02117119A (ja) * 1988-10-27 1990-05-01 Nichicon Corp 高圧用フィルムコンデンサ
JPH07105311B2 (ja) * 1989-07-31 1995-11-13 松下電器産業株式会社 金属化フィルムコンデンサとその製造方法
JP3307067B2 (ja) * 1994-04-15 2002-07-24 東レ株式会社 蒸着フィルムおよびそれを用いてなるコンデンサ
JPH09326328A (ja) 1996-06-03 1997-12-16 Nissin Electric Co Ltd Ｓｆ６ ガス絶縁コンデンサ
DE19639877C2 (de) * 1996-09-27 1998-10-15 Siemens Matsushita Components Regenerierfähiger elektrischer Kondensator
DE19806586C2 (de) * 1998-02-17 2001-08-16 Epcos Ag Metallisierung für selbstheilenden Folienkondensator
JP3914854B2 (ja) * 2002-10-10 2007-05-16 松下電器産業株式会社 金属化フィルムコンデンサとそれを用いたインバータ平滑用コンデンサと自動車用コンデンサ
KR20090045141A (ko) * 2006-08-28 2009-05-07 파나소닉 주식회사 금속화 필름 콘덴서
JP2009049149A (ja) * 2007-08-20 2009-03-05 Panasonic Corp 樹脂モールド型コンデンサ及びその製造方法
JP5092795B2 (ja) * 2008-02-27 2012-12-05 パナソニック株式会社 金属化フィルムコンデンサ
JP4973543B2 (ja) 2008-02-28 2012-07-11 パナソニック株式会社 金属化フィルムコンデンサ
JP5526931B2 (ja) 2010-03-30 2014-06-18 パナソニック株式会社 蒸着用線材とこれを用いて形成された金属化フィルムコンデンサ
WO2013069211A1 (ja) * 2011-11-11 2013-05-16 パナソニック株式会社 フィルムコンデンサ

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011055517A1 (ja) * 2009-11-04 2011-05-12 パナソニック株式会社 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

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015037229A1 (ja) * 2013-09-11 2015-03-19 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 金属化フィルムとこの金属化フィルムを用いた金属化フィルムコンデンサ、およびこの金属化フィルムの製造方法
JPWO2015037229A1 (ja) * 2013-09-11 2017-03-02 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 金属化フィルムとこの金属化フィルムを用いた金属化フィルムコンデンサ、およびこの金属化フィルムの製造方法
JPWO2017068758A1 (ja) * 2015-10-21 2018-08-09 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 金属化フィルムの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2779187B1 (en) 2018-04-18
EP2779187A1 (en) 2014-09-17
US20140355174A1 (en) 2014-12-04
CN106783169B (zh) 2018-08-24
CN103930960B (zh) 2017-05-03
EP2779187A4 (en) 2016-03-23
CN106783169A (zh) 2017-05-31
US9437364B2 (en) 2016-09-06
CN106783170B (zh) 2018-08-24
CN106783170A (zh) 2017-05-31
CN103930960A (zh) 2014-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013069211A1 (ja) フィルムコンデンサ
US9281123B2 (en) Metalized film capacitor
JP6074667B2 (ja) 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
JP6167306B2 (ja) 金属化フィルムコンデンサ
WO2012017618A1 (ja) 固体電解コンデンサ
JP4915947B2 (ja) 金属化フィルムコンデンサ
JP2013219094A (ja) 金属化フィルムコンデンサ
JP6211255B2 (ja) 金属化フィルムコンデンサ
JP2009277830A (ja) 金属化フィルムコンデンサ
JP5974275B2 (ja) フィルムコンデンサ
JP5927481B2 (ja) 金属化フィルムコンデンサ
JP5903647B2 (ja) 金属化フィルムコンデンサ
JP2011208246A (ja) 蒸着用線材とこれを用いて形成された金属化フィルムコンデンサ
JP5934881B2 (ja) 金属化フィルムコンデンサ
JP7143674B2 (ja) 金属化フィルムおよびフィルムコンデンサ
KR19980066056A (ko) 스프레이면을 강화한 콘덴서용 알루미늄 금속 증착필름과 그 제조방법
JP2023136706A (ja) 金属化フィルム、フィルムコンデンサ、および金属化フィルムの製造方法
WO2020137941A1 (ja) 金属化フィルム
JP5903648B2 (ja) 金属化フィルムコンデンサ
JP2013065747A (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
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12847409

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012847409

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14344287

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE