WO2019146755A1 - フィルムコンデンサ、及び、フィルムコンデンサ用の外装ケース - Google Patents

フィルムコンデンサ、及び、フィルムコンデンサ用の外装ケース Download PDF

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WO2019146755A1
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film
capacitor
outer case
capacitor element
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小林　真一
智道 市川
亀井　聡
菊池　公明
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株式会社村田製作所
株式会社指月電機製作所
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Definitions

  • the present invention relates to a film capacitor and an outer case for the film capacitor.
  • the metallized film capacitor includes a capacitor element in which a metallized film in which a metallized film is provided on the surface of a resin film is wound or laminated.
  • a metallized film capacitor is used in a high temperature and high humidity environment, the hydroxylation reaction of the metallized film proceeds due to the infiltration of water. As a result, the conductivity of the metal deposition film is lost, and there is a problem that the capacitance is reduced.
  • Patent Document 1 discloses metallization of a capacitor element, a resin case for housing the capacitor element inside, and a filling resin for filling the gap between the capacitor element and the resin case.
  • a metallized film capacitor is disclosed in which a gas barrier plastic film is disposed between the capacitor element and the resin case and in the vicinity of the inner wall of the resin case.
  • Patent Document 2 discloses a metallized film capacitor including a case, a capacitor element housed in the case, and a resin filled in the case and embedding the capacitor element, wherein the capacitor element and the resin upper surface
  • a metallized film capacitor is disclosed having a metal foil laminate sheet disposed therebetween.
  • Patent Document 3 describes that a liquid crystalline polymer (LCP) may be used instead of PBT or PPS.
  • LCP liquid crystalline polymer
  • Patent Document 1 When protecting a capacitor element using a plastic film or a metal foil laminate sheet as in Patent Document 1 or Patent Document 2, there are concerns about problems such as deterioration in workability when filling a resin in a case and cost increase. .
  • the present invention has been made to solve the above problems, and provides a film capacitor which is excellent in humidity resistance reliability under high temperature and high humidity environment and in which the outer case is not easily deformed under high temperature environment. To aim. Another object of the present invention is to provide an outer case for the film capacitor.
  • the film capacitor of the present invention comprises a capacitor element formed by winding or laminating a metallized film in which a metal layer is provided on the surface of a resin film, an outer case housing the capacitor element inside, the capacitor element, and And a filler resin filled between the resin composition and the outer case, wherein the outer case is made of a resin composition containing a liquid crystal polymer (LCP) and an inorganic filler.
  • LCP liquid crystal polymer
  • the content of the inorganic filler in the resin composition is preferably 5% by weight or more and 60% by weight or less, and is 15% by weight or more and 60% by weight or less Is more desirable.
  • the bending strength of the outer case is desirably 120 MPa or more and 250 MPa or less, and more desirably 190 MPa or more and 250 MPa or less.
  • the tensile strength of the outer case is desirably 100 MPa or more and 220 MPa or less, and more desirably 170 MPa or more and 220 MPa or less.
  • the resin composition desirably contains a fibrous inorganic material and / or a plate-like inorganic material as the inorganic filler.
  • the resin film preferably contains, as a main component, a resin having at least one of a urethane bond and a urea (also referred to as urea) bond.
  • the resin film may contain a curable resin as a main component.
  • the filler resin preferably contains at least one resin selected from the group consisting of an epoxy resin, a urethane resin and a silicone resin.
  • the exterior case for a film capacitor according to the present invention is an exterior case for a film capacitor for housing therein a capacitor element in which a metallized film having a metal layer provided on the surface of a resin film is wound or laminated. It is composed of a resin composition containing a liquid crystal polymer and an inorganic filler.
  • the content of the inorganic filler in the resin composition is preferably 5% by weight or more and 60% by weight or less.
  • the bending strength is preferably 120 MPa or more and 250 MPa or less, and more preferably 190 MPa or more and 250 MPa or less.
  • the tensile strength is preferably 100 MPa or more and 220 MPa or less, and more preferably 170 MPa or more and 220 MPa or less.
  • the resin composition preferably contains a fibrous inorganic material and / or a plate-like inorganic material as the inorganic filler.
  • the present invention it is possible to provide a film capacitor which is excellent in moisture resistance reliability in a high temperature and high humidity environment and in which the outer case is not easily deformed in a high temperature environment.
  • FIG.1 (a) is sectional drawing which shows typically the film capacitor which concerns on one Embodiment of this invention
  • FIG.1 (b) is an Ib-Ib line sectional view of the film capacitor shown to Fig.1 (a).
  • 1 (c) is a cross-sectional view of the film capacitor shown in FIG. 1 (a) taken along line Ic-Ic.
  • Fig.2 (a) is a front view which shows typically an example of the exterior case which comprises the film capacitor shown to Fig.1 (a)
  • FIG.2 (b) is an exterior case shown to Fig.2 (a). It is a side view.
  • FIG. 3 is a plan view for explaining a test piece used in a tensile test.
  • FIG.4 (a) is a perspective view which shows typically an example of the capacitor
  • FIG.4 (b) is an IVb-IVb line
  • FIG. FIG. 5: is a perspective view which shows typically an example of the winding body of the metallized film which comprises the capacitor
  • FIG. 6 is a perspective view schematically showing another example of the wound body of the metallized film constituting the capacitor element shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b).
  • FIGS. 7A and 7B are cross-sectional views showing the dimensions of the capacitor sample.
  • FIGS. 8A and 8B are external views showing the dimensions of the capacitor sample.
  • the film capacitor of the present invention comprises a capacitor element in which a metallized film is wound or stacked, an outer case housing the capacitor element therein, and a filling resin filled between the capacitor element and the outer case. And.
  • the film capacitor of the present invention is characterized in that the outer case is made of a resin composition containing LCP and an inorganic filler.
  • the resin composition that constitutes the outer case includes the inorganic filler in addition to LCP, the strength of the outer case is improved. As a result, even if the capacitor element expands, deformation of the outer case can be suppressed.
  • FIG.1 (a) is sectional drawing which shows typically the film capacitor which concerns on one Embodiment of this invention
  • FIG.1 (b) is an Ib-Ib line sectional view of the film capacitor shown to Fig.1 (a).
  • 1 (c) is a cross-sectional view of the film capacitor shown in FIG. 1 (a) taken along line Ic-Ic.
  • the film capacitor 1 shown in FIGS. 1 (a), 1 (b) and 1 (c) includes a capacitor element 10, an outer case 20 housing the capacitor element 10 therein, and the capacitor element 10 and the outer case 20. And a filled resin 30 filled in between.
  • a rectangular parallelepiped space is formed inside the outer case 20, and is separated from the inner surface of the outer case 20.
  • the capacitor element 10 is disposed at the center of the inside of the outer case 20.
  • a filling resin 30 such as an epoxy resin is filled between the outer surface of the capacitor element 10 and the inner surface of the outer case 20.
  • the outer case 20 is a bottomed cylindrical shape having an opening at one end, and the filling resin 30 is filled from the opening of the outer case 20 to the capacitor element 10 inside the outer case 20.
  • the epoxy resin can bond and fix the exterior case 20 and the capacitor element 10 integrally by heating and curing.
  • the capacitor element 10 includes a wound body 40 of a metallized film, and a first external electrode 41 and a second external electrode 42 formed on both sides of the wound body 40. ing.
  • the first lead terminal 51 is electrically connected to the first external electrode 41
  • the second lead terminal 52 is electrically connected to the second external electrode 42.
  • the first lead terminal 51 and the second lead terminal 52 protrude from the inside of the exterior case 20 to the outside.
  • first rib 60 and a second rib 70 be provided on the inner surface of the outer case 20.
  • the first rib 60 is a rib provided on the first external electrode 41 side and / or the second external electrode 42 side.
  • the first rib 60 has a plate shape extending from the bottom side to the opening side of the outer case 20, and the end face on the opening side gradually decreases in length from the outer case 20 toward the capacitor element 10 Has a tapered shape.
  • the first rib 60 is in the form of a pair of plates, one of which connects the bottom of the outer case 20 and the inner surface of the third side wall 23 shown in FIG. 2A, and the other is the outer case 20.
  • the first rib 60 is positioned on the same axis as the first lead terminal 51 by being positioned at the center in the width direction in the outer case 20 in FIG. 1B.
  • the first rib 60 is positioned from the center of the outer case 20 to the bottom side in the direction from the bottom side to the opening side.
  • the second rib 70 is a rib provided on the bottom side of the outer case 20.
  • the second rib 70 has a plate shape extending from the bottom side of the outer case 20 toward the opening.
  • the 2nd rib 70 consists of a pair of plate shape mutually spaced apart in the inside of exterior case 20 in FIG.
  • the outer surface along the inner surface shape of exterior case 20 It has a shape and a U-shaped inner surface shape substantially along the inner surface of the capacitor element 10.
  • one plate-like portion (left side in the drawing of FIG. 1A) of the second rib 70 is divided into a first portion and a second portion in one plate-like portion on the left and right of the drawing in FIG.
  • the first part connects the bottom of the outer case 20 to the inner surface of the first side wall 21 shown in FIG. 2B, and the second part shows the bottom of the outer case 20 and the second shown in FIG.
  • one plate-like portion of the second rib 70 is located between the center of the capacitor element 10 and the first external electrode 41, and the other plate-like portion of the second rib 70 is The plate-like portion is located between the center of the capacitor element 10 and the second external electrode 42.
  • the second rib 70 extends from the center of the capacitor element 10 to the opening and is positioned to extend further to the opening than the second lead terminal 52. .
  • the outer case constituting the film capacitor of the present invention has, for example, a bottomed cylindrical shape having an opening at one end.
  • Fig.2 (a) is a front view which shows typically an example of the exterior case which comprises the film capacitor shown to Fig.1 (a), and FIG.2 (b) is an exterior case shown to Fig.2 (a). It is a side view.
  • the exterior case 20 shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b) has a substantially rectangular opening at one end (see FIGS. 1 (a), 1 (b) and 1 (c)), and the opening Bottomed square cylindrical shape provided with a square cylindrical side portion provided with four flat plates extending from the four sides to the other end of the square, and a bottom portion facing the opening and sealing the other end of the square cylindrical shape It is.
  • the exterior case 20 may have a cylindrical shape such as a bottomed cylindrical shape.
  • the side portion of the exterior case 20 has a first side wall 21 and a second side wall 22 having substantially the same area as the first side wall 21 and spaced apart to face the inner surface of the first side wall 21.
  • a third side wall 23 which connects one side of the first side wall 21 and one side of the second side wall 22 and has a smaller area than the area of the first side wall 21;
  • the other side of the side wall 21 is connected to the other side of the second side wall 22 and has substantially the same area as the third side wall 23 and is spaced apart to face the inner surface of the third side wall 23
  • a fourth side wall 24 disposed.
  • concave portions 25 be provided on the four sides on the opening side on the side portions of the outer case 20.
  • the recesses 25 extend from the opening side toward the bottom side and extend along the four sides on the opening side.
  • a side of the outer case 20 be provided with a tapered portion 26 extending along the side connecting the side walls.
  • taper portions 26 are provided at corners on the bottom side of the third side wall 23 and the fourth side wall 24. Therefore, a tapered portion is also provided on the side connecting the bottom side of the first side wall 21 to the bottom, and also on the side connecting the bottom side of the second side wall 22 to the bottom A department is provided.
  • the taper part does not need to be provided in the side part of an exterior case.
  • the outer case is made of a resin composition containing LCP and an inorganic filler.
  • the film capacitor of the present invention it is desirable to suppress the heating of the internal capacitor element in order to suppress the evaporation of water contained in the internal capacitor element. Therefore, it is desirable that the outer case is opaque (for example, black) even at a high temperature of 100.degree.
  • opaque here means that the transmittance
  • an LCP contained in the resin composition in the following examples, an LCP having a p-hydroxybenzoic acid and a 6-hydroxy-2-naphthoic acid group as a skeleton is used.
  • LCP in which a polycondensate is formed using various components such as phenol, phthalic acid and ethylene terephthalate can be used.
  • classification methods such as type I, type II, and type III, but as the material, it means the same material as LCP formed from the above components.
  • the inorganic filler contained in the resin composition a material having a strength higher than that of LCP can be used.
  • the inorganic filler is desirably a material having a melting point higher than that of LCP, and more desirably a material having a melting point of 680 ° C. or higher.
  • the form of the inorganic filler is not particularly limited, and examples thereof include those having a longitudinal direction such as a fibrous or plate shape. These inorganic fillers may be used in combination of 2 or more types. Therefore, it is desirable that the resin composition contains a fibrous inorganic material and / or a plate-like inorganic material as the above-mentioned inorganic filler.
  • the term "fibrous” refers to the relationship between the longitudinal length of the filler and the cross-sectional diameter in a cross section perpendicular to the longitudinal direction: longitudinal length ⁇ cross-sectional diameter ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 5 (ie, aspect ratio 5: Means one or more).
  • the cross-sectional diameter is the distance between two points which is longest on the outer periphery of the cross-section.
  • the measurement is performed at a point where the cross-sectional diameter is the largest.
  • plate-like means that the relationship between the cross-sectional diameter of the surface where the projected area is maximum and the maximum height in the direction perpendicular to this cross section is: cross-sectional diameter / height ⁇ 3.
  • the inorganic filler has at least a part of each side wall of the side of the outer case, a portion oriented from the case bottom side toward the opening and a portion oriented toward the adjacent side wall. And it is desirable to be dispersed inside the exterior case.
  • the inorganic filler desirably has a size of at least 5 ⁇ m in diameter and 50 ⁇ m or more in length. In particular, it is desirable that the inorganic filler be dispersed throughout the exterior case without aggregation.
  • inorganic filler specifically, materials such as fibrous glass filler and plate-like talc or mica can be used.
  • the content of the inorganic filler in the resin composition is preferably 5% by weight or more and 15% by weight or more from the viewpoint of reducing the amount of deformation of the outer case. More desirable. Further, from the viewpoint of securing the moldability of the outer case, the content of the inorganic filler in the resin composition is desirably 60% by weight or less.
  • the content of the inorganic filler in the resin composition is determined by measuring the weight of the remaining component as an inorganic component by ash measurement or thermogravimetric analysis using a test piece of 20 mm ⁇ 20 mm ⁇ 0.5 mm thickness, It can be calculated from the initial weight and the weight of the remaining component. Specifically, based on JIS K 7250 A method (direct ashing method), the organic material is burned, and the combustion residue is measured by a method of heating to a constant weight at high temperature.
  • the content of LCP in the resin composition is desirably 40% by weight or more and 95% by weight or less, and more desirably 40% by weight or more and 85% by weight or less.
  • the specific gravity of the outer case is desirably 1.5 g / cm 3 or more and 1.9 g / cm 3 or less.
  • the specific gravity of the outer case is measured by the underwater displacement method based on ASTM-D792 using a test piece of 20 mm ⁇ 20 mm ⁇ 0.5 mm thickness.
  • the bending strength of the outer case is preferably 120 MPa or more and 250 MPa or less, and more preferably 190 MPa or more and 250 MPa or less.
  • the bending strength of the outer case is measured by preparing a 20 mm ⁇ 20 mm ⁇ 0.5 mm thick test piece and performing a bending test. Test conditions refer to ISO 178.
  • the tensile strength of the outer case is preferably 100 MPa or more and 220 MPa or less, and more preferably 170 MPa or more and 220 MPa or less, from the viewpoint of reducing the amount of deformation of the outer case.
  • FIG. 3 is a plan view for explaining a test piece used in a tensile test.
  • the tensile strength of the outer case is measured by preparing a test piece having the shape shown in FIG. 3 and having a thickness of 0.5 mm and carrying out a tensile test.
  • Test conditions refer to ASTM-D638.
  • test piece of 20 mm ⁇ 20 mm ⁇ 0.5 mm thickness or a test piece having the shape shown in FIG. 3 and having a thickness of 0.5 mm is used, but the dimensions of the test piece And thickness is not limited to these, A shape smaller than the above may be sufficient.
  • the outer case can be manufactured, for example, by injection molding.
  • the filling resin is filled between the capacitor element and the outer case.
  • a resin according to the required function can be appropriately selected.
  • a bisphenol A-type epoxy resin is used, and as a curing agent for the epoxy resin, an acid anhydride curing agent is used.
  • silica is used as a reinforcing agent.
  • an epoxy resin an epoxy resin, a silicone resin, a urethane resin etc.
  • a curing agent for epoxy resin an amine curing agent or an imidazole curing agent may be used.
  • a reinforcing agent may be added for the purpose of improving the strength.
  • silica, alumina or the like can be used.
  • the capacitor element By filling the space between the capacitor element and the outer case with the filling resin, the capacitor element can be shut off from the outside air. Therefore, it is desirable to appropriately select a resin having low moisture permeability and to thicken the resin at the opening of the outer case. It is desirable that the thickness of the resin at the opening of the outer case is sufficient to allow the volume (body size) of the entire capacitor to be acceptable, specifically 2 mm or more, and 4 mm or more. It is more desirable to have. In particular, as shown in FIGS. 1 (a), 1 (b) and 1 (c), the capacitor element 10 is located on the bottom side of the opening of the outer case 20 inside the outer case 20.
  • the thickness of the resin on the opening side of the outer case 20 is more desirable for the thickness of the resin on the opening side of the outer case 20 to be larger than the thickness of the resin on the bottom side with respect to the capacitor element 10.
  • the relationship between the height of the filling resin and the height of the outer case may be such that the resin at the opening of the outer case is made as thick as possible, and the inner side of the outer case may be as thick as possible. It may be slightly overfilled with tension.
  • a film capacitor may be constantly exposed to vibration depending on the use environment. Therefore, the filling resin is required to have a predetermined hardness so that the capacitor element in the outer case does not move due to vibration. Further, since high temperature heat resistance is required depending on the use environment of the film capacitor, a material which lowers the resin strength (viscosity) at high temperature can not be used, and also in this case, the filler resin is required to have a predetermined hardness. On the other hand, the higher the hardness of the filler resin, the higher the stress generated when the capacitor element expands, and the more easily the outer case is deformed.
  • the case is made of a resin composition containing LCP and an inorganic filler, so that the hardness of the filling resin is high (for example, the durometer hardness is 85 or more; measurement method JIS K7215). Even in this case, deformation of the outer case can be suppressed.
  • the capacitor element has, for example, a columnar shape having an oval cross section, and external electrodes formed by metal spraying (metallikon), for example, are provided at both ends in the central axis direction.
  • FIG.4 (a) is a perspective view which shows typically an example of the capacitor
  • FIG.4 (b) is an IVb-IVb line
  • FIG. The capacitor element 10 shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b) is formed by winding a metallized film wound in a state where the first metallized film 11 and the second metallized film 12 are laminated. A body 40 and first and second external electrodes 41 and 42 connected to both ends of the wound body 40 are provided. As shown in FIG.
  • the first metallized film 11 includes a first resin film 13 and a first metal layer (counter electrode) 15 provided on the surface of the first resin film 13.
  • the second metallized film 12 includes a second resin film 14 and a second metal layer (counter electrode) 16 provided on the surface of the second resin film 14.
  • the first metal layer 15 and the second metal layer 16 face each other with the first resin film 13 or the second resin film 14 interposed therebetween. Furthermore, the first metal layer 15 is electrically connected to the first external electrode 41, and the second metal layer 16 is electrically connected to the second external electrode 42.
  • the first resin film 13 and the second resin film 14 may have different configurations, but desirably have the same configuration.
  • the first metal layer 15 is formed to reach one side edge on one side of the first resin film 13 but not to reach the other side edge.
  • the second metal layer 16 is formed so as not to reach one side edge on one side of the second resin film 14 but to reach the other side edge.
  • the first metal layer 15 and the second metal layer 16 are made of, for example, an aluminum layer or the like.
  • FIG. 5 is a perspective view which shows typically an example of the winding body of the metallized film which comprises the capacitor
  • FIGS. 4B and 5 the end of the first metal layer 15 on the side reaching the side edge of the first resin film 13, and the second of the second metal layer 16.
  • the first resin film 13 and the second resin film 14 cross each other in the width direction (FIG. 4 (FIG. 4 (FIG. 4)) so that the end portions of the side reaching the side edge of the resin film 14 are exposed from the laminated film. In b), they are stacked while being shifted in the left-right direction.
  • the first resin film 13 and the second resin film 14 are wound in a laminated state to form a wound body 40, and the first metal layer 15 and the second metal layer are formed. 16 is held in an exposed state at the end to be in a stacked state.
  • the second resin film 14 is on the outside of the first resin film 13, and the first resin film 13 and the second resin film 14 are each made of Each of the first metal layer 15 and the second metal layer 16 is wound inward.
  • the first outer electrode 41 and the second outer electrode 42 are formed by spraying, for example, zinc or the like on each end face of the wound body 40 of the metallized film obtained as described above.
  • the first outer electrode 41 is in contact with the exposed end of the first metal layer 15, and thereby electrically connected to the first metal layer 15.
  • the second outer electrode 42 is in contact with the exposed end of the second metal layer 16 and thereby electrically connected to the second metal layer 16.
  • the resin film constituting the capacitor element desirably has a heat resistance of 125 ° C. or higher.
  • the film capacitor can be used in a high temperature environment of 125 ° C. or higher.
  • the moisture of the resin film evaporates to expand the capacitor element and the outer case is easily deformed.
  • the outer case is made of a resin composition containing LCP and an inorganic filler, even when the film capacitor is used in a high temperature environment (for example, 125 ° C. or higher), The deformation of the outer case can be suppressed.
  • the resin film constituting the capacitor element contains, as a main component, a resin having at least one of a urethane bond and a urea bond.
  • a resin for example, a urethane resin having a urethane bond, a urea resin having a urea bond, and the like can be mentioned.
  • it may be a resin having both urethane bond and urea bond.
  • a curable resin, a vapor deposition polymerization film, etc. described later can be mentioned.
  • the presence of a urethane bond and / or a urea bond can be confirmed using a Fourier transform infrared spectrophotometer (FT-IR).
  • FT-IR Fourier transform infrared spectrophotometer
  • the main component of the resin film means a component having the largest proportion (% by weight), and desirably means a component whose proportion exceeds 50% by weight. Therefore, the resin film may contain, as components other than the main component, for example, additives such as silicone resin, and uncured portions of starting materials such as a first organic material and a second organic material described later.
  • the resin film constituting the capacitor element may contain a curable resin as a main component.
  • the curable resin may be a thermosetting resin or a photocurable resin.
  • the curable resin may or may not have at least one of a urethane bond and a urea bond.
  • thermosetting resin means a resin that can be cured by heat, and does not limit the curing method. Therefore, as long as it is a resin that can be cured by heat, a resin cured by a method other than heat (for example, light, electron beam, etc.) is also included in the thermosetting resin. In addition, depending on the material, the reaction may start due to the reactivity of the material itself, and a thermosetting resin is also used for a resin whose curing proceeds without applying heat or light from the outside. The same applies to the photocurable resin, and the curing method is not limited.
  • the resin film constituting the capacitor element may contain a vapor deposited polymerized film as a main component.
  • the vapor deposition polymerization film may or may not have at least one of a urethane bond and a urea bond.
  • a vapor deposition polymerization film refers to what was formed into a film by the vapor deposition polymerization method, and is fundamentally contained in curable resin.
  • the resin film constituting the capacitor element is desirably made of a cured product of the first organic material and the second organic material.
  • a cured product obtained by reacting a hydroxyl group (OH group) of the first organic material and an isocyanate group (NCO group) of the second organic material may be mentioned.
  • the uncured portion of the starting material may remain in the film.
  • the resin film may contain at least one of an isocyanate group (NCO group) and a hydroxyl group (OH group).
  • the resin film may contain either one of an isocyanate group and a hydroxyl group, or may contain both an isocyanate group and a hydroxyl group.
  • FT-IR Fourier transform infrared spectrophotometer
  • the first organic material is preferably a polyol having a plurality of hydroxyl groups (OH groups) in the molecule.
  • a polyol polyether polyol, polyester polyol, polyvinyl acetoacetal etc. are mentioned, for example.
  • Two or more organic materials may be used in combination as the first organic material.
  • phenoxy resins belonging to polyether polyols are preferred.
  • the second organic material is preferably an isocyanate compound, an epoxy resin or a melamine resin having a plurality of functional groups in the molecule. Two or more organic materials may be used in combination as the second organic material.
  • isocyanate compound examples include aromatic polyisocyanates such as diphenylmethane diisocyanate (MDI) and tolylene diisocyanate (TDI), and aliphatic polyisocyanates such as hexamethylene diisocyanate (HDI). It may be a modified product of these polyisocyanates, for example, a modified product having carbodiimide or urethane. Among them, aromatic polyisocyanates are desirable, and MDI is more desirable.
  • MDI diphenylmethane diisocyanate
  • TDI tolylene diisocyanate
  • HDI hexamethylene diisocyanate
  • the epoxy resin is not particularly limited as long as it is a resin having an epoxy ring, and examples thereof include bisphenol A epoxy resin, biphenyl skeleton epoxy resin, cyclopentadiene skeleton epoxy resin, naphthalene skeleton epoxy resin and the like.
  • the melamine resin is not particularly limited as long as it is an organic nitrogen compound having a triazine ring at the center of the structure and three amino groups in the periphery thereof, and examples thereof include alkylated melamine resins and the like. In addition, it may be a modified substance of melamine.
  • the resin film constituting the capacitor element is desirably obtained by forming a resin solution containing the first organic material and the second organic material into a film, and then heat treating it and curing it. .
  • the resin film constituting the capacitor element may contain a thermoplastic resin as a main component.
  • thermoplastic resin include highly crystalline polypropylene, polyether sulfone, polyether imide, polyallyl arylate and the like.
  • the resin film constituting the capacitor element can also contain an additive for adding another function.
  • smoothness can be provided by adding a leveling agent.
  • the additive is more preferably a material that has a functional group that reacts with a hydroxyl group and / or an isocyanate group, and forms a part of the crosslinked structure of the cured product.
  • a resin having at least one functional group selected from the group consisting of an epoxy group, a silanol group and a carboxyl group can be mentioned.
  • the thickness of the resin film constituting the capacitor element is not particularly limited, but is preferably 5 ⁇ m or less, more preferably less than 3.5 ⁇ m, further preferably 3.4 ⁇ m or less desirable. Moreover, as for the thickness of a resin film, it is desirable that it is 0.5 micrometer or more. In addition, the thickness of a resin film can be measured using an optical film thickness meter.
  • the resin film constituting the capacitor element is made thin and the winding length of the resin film does not change.
  • the volume of the capacitor element becomes smaller, and the outer case also becomes smaller according to the volume of the capacitor element.
  • the gap amount between the resin films does not change. That is, the amount of gap with respect to the volume of the capacitor element is larger when the resin film is thinner. Therefore, when the capacitor element expands due to the evaporation of the water contained between the resin films of the capacitor element, the volume change of the capacitor element itself becomes larger as the resin film becomes thinner.
  • the outer case is made of a resin composition containing LCP and an inorganic filler, deformation of the outer case is possible even when the resin film is thin (for example, 3.4 ⁇ m or less). Can be suppressed.
  • the type of metal contained in the metal layer constituting the capacitor element is not particularly limited, but the metal layer may be aluminum (Al), titanium (Ti), zinc (Zn), magnesium (Mg), It is desirable to include any one selected from the group consisting of tin (Sn) and nickel (Ni).
  • the thickness of the metal layer constituting the capacitor element is not particularly limited, but from the viewpoint of suppressing the breakage of the metal layer, the thickness of the metal layer is preferably 5 nm or more and 40 nm or less.
  • the thickness of the metal layer can be specified by observing a cross section obtained by cutting the metallized film in the thickness direction using an electron microscope such as a field emission scanning electron microscope (FE-SEM).
  • FIG. 6 is a perspective view schematically showing another example of the wound body of the metallized film constituting the capacitor element shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b).
  • the capacitor element when the capacitor element is constituted by a wound body of a metallized film, as in a wound body 40a of the metallized film shown in FIG. It is desirable to be pressed into shape and to have a more compact shape. In this case, by reducing the dead space inside the outer case, the outer case can be miniaturized, so that the entire film capacitor can be miniaturized.
  • the capacitor element expands due to evaporation of the water contained between the resin films of the capacitor element, if the metallized film wound body has a cylindrical shape as shown in FIG. 5, it expands radially from the circular center of the cross section There is no bias in the expansion direction.
  • the wound body of the metallized film has a flat shape as shown in FIG. 6, it does not expand radially from the center of the cross section. In particular, since the wound body is pressed, a part of the resin film does not plastically deform, but is biased to return the shape outward (spring property).
  • the capacitor element expands and a part of the bias which is not plastically deformed is superimposed, so that the outer case is easily deformed as compared with the case where the wound body of the metallized film is cylindrical.
  • the outer case is made of the resin composition containing LCP and the inorganic filler, even when the wound body of the metallized film has a flat shape, Deformation can be suppressed.
  • the capacitor element when the capacitor element is formed of a wound body of a metallized film, the capacitor element may have a cylindrical winding axis.
  • the winding axis is disposed on the central axis of the wound metallized film, and serves as a winding axis when winding the metallized film.
  • capacitor elements of various sizes can be used. For example, if the capacitance of the capacitor is 1 ⁇ F or more and 150 ⁇ F or less, the size of the capacitor element is 15 mm or more and 65 mm or less in the oval direction, and 2 mm or more and 50 mm or less in the short circle direction. It is desirable that the length in the longitudinal direction (in the far-front direction of the cross section and including the external electrode) be 10 mm or more and 50 mm or less.
  • the outer case of the outer case has a long side of the bottom of 16 mm to 73 mm, a short side of the bottom of 3 mm to 58 mm, and a height of the outer case of 10.5 mm to 50.5 mm. .
  • the thickness of an exterior case it is desirable that they are 0.5 mm or more and 3 mm or less.
  • the volume of the capacitor element is desirably 30% or more and 85% or less with respect to the internal volume of the outer case.
  • the volume of the capacitor element exceeds 85% with respect to the inner volume of the outer case, it becomes difficult to fix the outer case and the capacitor element by the filling resin.
  • the volume of the capacitor element is less than 30% of the inner volume of the outer case, the outer case becomes too large for the capacitor element, and the film capacitor becomes large.
  • the distance between the inner surface of the outer case and the outer surface of the capacitor element is desirably 1 mm or more and 5 mm or less, and more desirably 1 mm or more and 2 mm or less.
  • the capacitor element expands due to evaporation of the water contained between the resin films of the capacitor element, The exterior case is easily deformed.
  • the outer case is made of the resin composition containing LCP and the inorganic filler, even when the size of the outer case is close to the size of the capacitor element, Deformation can be suppressed.
  • the lead terminal protrudes outward from the filling resin filled inside the outer case.
  • the filling resin is positioned outside the external electrode of the capacitor element and the lead terminal, and both are closely fixed. Thereby, even if a load is applied to the protruding portion of the lead terminal, the connection between the lead terminal and the external electrode is reinforced by the filling resin, and separation of the both can be suppressed.
  • connection position between the external electrode and the lead terminal may be at the center of the external electrode or at the electrode end close to the opening as described in FIG. 1 of Japanese Patent No. 4733566.
  • FIG. 1 (a), FIG. 1 (b) and FIG. 1 (c) show an example in which a single capacitor element is housed in a single outer case, for example, JP-A-2012-69840. As described in the above, a plurality of capacitor elements may be housed in a single outer case.
  • the foregoing description has been made using a wound film capacitor in which the first metallized film and the second metallized film are wound in a laminated state, but the first metallized film and the first metallized film may be used. It may be a laminated film capacitor in which two metallized films are laminated. Even in the case of the laminated film capacitor, the above-described functions and effects of the present invention can be obtained.
  • a polyvinyl acetoacetal (PVAA) resin powder is dissolved in a mixed solvent of toluene and methyl ethyl ketone to prepare a PVAA resin solution, and a TMP (trimethylolpropane) adduct type tolylene diisocyanate (TDI) prepolymer body dissolved in ethyl acetate was mixed with the PVAA resin solution to obtain a mixed resin solution.
  • the solid content concentration and the compounding amount of the solution were adjusted so that the compounding ratio of the PVAA and the TDI prepolymer was 4: 6 in weight ratio.
  • the resulting mixed resin solution is coated on a polyethylene terephthalate (PET) substrate using a coater and dried, and then heat treated at a temperature of 180 ° C. for 1 hour to be cured to a thickness of 3.0 ⁇ m.
  • a resin film was produced.
  • Aluminum to be a metal layer was vapor deposited on the surface of the resin film to a thickness of 20 nm and peeled off from the PET substrate to obtain a metallized film in which the metal layer was formed on one side of the resin film.
  • the metallized film was slit at a desired position at a width of 25 mm, and then alternately provided with a shift width of 1 mm, and two sheets were stacked and wound to obtain a cylindrical wound body.
  • the cylindrical wound body was pressed into a flat shape. Thereafter, external electrodes were formed on both end surfaces of the wound body by zinc spraying to a thickness of 1 mm.
  • the inorganic filler shown in Table 1 a glass filler having a diameter of 10 ⁇ m and a length of 300 ⁇ m was used.
  • FIGS. 7 (a) and 7 (b) are cross-sectional views showing the dimensions of the capacitor sample
  • FIGS. 8 (a) and 8 (b) are external views showing the dimensions of the capacitor sample.
  • the inner surface of the exterior resin case is provided with a rib for improving the positional accuracy of the capacitor element at the time of resin casting.
  • FIGS. 8A and 8B when the film capacitor is mounted on a substrate, the internal surface of the film case is sealed by sealing the space between the capacitor and the substrate on the opening surface of the exterior resin case. A recess (thickness 1 mm) was provided to prevent
  • the content of the inorganic filler is preferably 5% by weight or more, and more preferably 15% by weight or more.
  • the content of the inorganic filler is more than 60% by weight, there is a possibility that the fluidity of the case during molding may be deteriorated and the wear of the molding machine unit may occur.
  • the thickness of the resin film is 3.0 ⁇ m, it can be confirmed that the same effect can be obtained when the thickness of the resin film is 2.0 ⁇ m, 2.5 ⁇ m and 3.6 ⁇ m.

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Abstract

本発明のフィルムコンデンサは、樹脂フィルムの表面に金属層が設けられた金属化フィルムが巻回又は積層されてなるコンデンサ素子と、上記コンデンサ素子を内部に収納する外装ケースと、上記コンデンサ素子と上記外装ケースとの間に充填された充填樹脂と、を備え、上記外装ケースが、液晶ポリマーと無機充填材とを含む樹脂組成物から構成されている。

Description

フィルムコンデンサ、及び、フィルムコンデンサ用の外装ケース
本発明は、フィルムコンデンサ、及び、フィルムコンデンサ用の外装ケースに関する。
金属化フィルムコンデンサは、樹脂フィルムの表面に金属蒸着膜が設けられた金属化フィルムが巻回又は積層されてなるコンデンサ素子を備えている。このような金属化フィルムコンデンサを高温高湿環境下で使用すると、水分の浸入に起因して、金属蒸着膜の水酸化反応が進行する。これにより、金属蒸着膜の導電性が失われてしまい、静電容量が低下するという問題がある。
そこで、水蒸気バリア性に優れる金属ケースの内部にコンデンサ素子を収納する方法が知られている。ただし、金属ケースは導電性が高いため、コンデンサ素子に接続されたリード端子と金属ケースとの間に絶縁対策を施す必要がある。
金属ケースに代えて、絶縁性の高いポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）又はポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等からなる樹脂ケースを使用する方法も知られている。これらの樹脂ケースを使用することで、絶縁対策は不要となるが、水蒸気バリア性は金属ケースと比較して格段に低下する。特に、近年、自動車などの高信頼性市場で求められる８５℃８５％ＲＨ雰囲気下における耐湿信頼性を確保するには、樹脂ケースなどを厚くする必要があり、部品小型化のトレンドに合わない。
上記の問題に対して、特許文献１には、コンデンサ素子と、上記コンデンサ素子を内部に収納する樹脂ケースと、上記コンデンサ素子と上記樹脂ケースの隙間に充填される充填樹脂と、からなる金属化フィルムコンデンサにおいて、上記コンデンサ素子と上記樹脂ケースとの間で、かつ上記樹脂ケースの内壁近傍にガスバリア性プラスチックフィルムを配置した金属化フィルムコンデンサが開示されている。特許文献２には、ケースと、上記ケース内に収納されるコンデンサ素子と、上記ケース内に充填されコンデンサ素子を埋没させる樹脂とを備える金属化フィルムコンデンサにおいて、上記コンデンサ素子と上記樹脂上面との間に金属箔ラミネートシートを配置した金属化フィルムコンデンサが開示されている。
また、コンデンサ素子を収納するケースの材料として、特許文献３には、ＰＢＴ又はＰＰＳに代えて、液晶性ポリマー（ＬＣＰ）を使用してもよいことが記載されている。
特開２００７－１７３３５１号公報 特開２００７－３１１６２５号公報 特開２００５－２２２９１０号公報
特許文献１又は特許文献２のように、プラスチックフィルム又は金属箔ラミネートシートを用いてコンデンサ素子を保護する場合、ケース内に樹脂を充填する際の作業性悪化やコスト増加などの問題が懸念される。
一方、特許文献３のように、コンデンサ素子を収納する外装ケースの材料としてＬＣＰを用いた場合には、ＰＢＴ又はＰＰＳからなる樹脂ケースに比べてガスバリア性に優れ、かつ、金属ケースと異なり絶縁対策も不要となる。しかしながら、ＬＣＰを用いた外装ケースの内部にコンデンサ素子が収納されたフィルムコンデンサを高温環境下で使用した場合、外装ケースが変形するおそれがあることが判明した。
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、高温高湿環境下での耐湿信頼性に優れ、かつ、高温環境下で外装ケースが変形しにくいフィルムコンデンサを提供することを目的とする。本発明はまた、該フィルムコンデンサ用の外装ケースを提供することを目的とする。
本発明のフィルムコンデンサは、樹脂フィルムの表面に金属層が設けられた金属化フィルムが巻回又は積層されてなるコンデンサ素子と、上記コンデンサ素子を内部に収納する外装ケースと、上記コンデンサ素子と上記外装ケースとの間に充填された充填樹脂と、を備え、上記外装ケースが、液晶ポリマー（ＬＣＰ）と無機充填材とを含む樹脂組成物から構成されている。
本発明のフィルムコンデンサにおいては、上記樹脂組成物中の上記無機充填材の含有量が、５重量％以上、６０重量％以下であることが望ましく、１５重量％以上、６０重量％以下であることがより望ましい。
本発明のフィルムコンデンサにおいては、上記外装ケースの曲げ強さが、１２０ＭＰａ以上、２５０ＭＰａ以下であることが望ましく、１９０ＭＰａ以上、２５０ＭＰａ以下であることがより望ましい。
本発明のフィルムコンデンサにおいては、上記外装ケースの引張強さが、１００ＭＰａ以上、２２０ＭＰａ以下であることが望ましく、１７０ＭＰａ以上、２２０ＭＰａ以下であることがより望ましい。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、上記樹脂組成物は、上記無機充填材として、繊維状の無機材料及び／又は板状の無機材料を含むことが望ましい。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、上記樹脂フィルムは、ウレタン結合及びユリア（ウレアともいう）結合の少なくとも一方を有する樹脂を主成分として含むことが望ましい。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、上記樹脂フィルムは、硬化性樹脂を主成分として含んでいてもよい。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、上記充填樹脂は、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂及びシリコーン樹脂からなる群より選択される少なくとも一種の樹脂を含むことが望ましい。
本発明のフィルムコンデンサ用の外装ケースは、樹脂フィルムの表面に金属層が設けられた金属化フィルムが巻回又は積層されてなるコンデンサ素子を内部に収納するための、フィルムコンデンサ用の外装ケースであって、液晶ポリマーと無機充填材とを含む樹脂組成物から構成されている。
本発明のフィルムコンデンサ用の外装ケースにおいては、上記樹脂組成物中の上記無機充填材の含有量が、５重量％以上、６０重量％以下であることが望ましい。
本発明のフィルムコンデンサ用の外装ケースにおいては、曲げ強さが、１２０ＭＰａ以上、２５０ＭＰａ以下であることが望ましく、１９０ＭＰａ以上、２５０ＭＰａ以下であることがより望ましい。
本発明のフィルムコンデンサ用の外装ケースにおいては、引張強さが、１００ＭＰａ以上、２２０ＭＰａ以下であることが望ましく、１７０ＭＰａ以上、２２０ＭＰａ以下であることがより望ましい。
本発明のフィルムコンデンサ用の外装ケースにおいて、上記樹脂組成物は、上記無機充填材として、繊維状の無機材料及び／又は板状の無機材料を含むことが望ましい。
本発明によれば、高温高湿環境下での耐湿信頼性に優れ、かつ、高温環境下で外装ケースが変形しにくいフィルムコンデンサを提供することができる。
図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係るフィルムコンデンサを模式的に示す断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すフィルムコンデンサのＩｂ－Ｉｂ線断面図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）に示すフィルムコンデンサのＩｃ－Ｉｃ線断面図である。 図２（ａ）は、図１（ａ）に示すフィルムコンデンサを構成する外装ケースの一例を模式的に示す正面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す外装ケースの側面図である。 図３は、引張試験で使用される試験片を説明するための平面図である。 図４（ａ）は、本発明のフィルムコンデンサを構成するコンデンサ素子の一例を模式的に示す斜視図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すコンデンサ素子のＩＶｂ－ＩＶｂ線断面図である。 図５は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すコンデンサ素子を構成する金属化フィルムの巻回体の一例を模式的に示す斜視図である。 図６は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すコンデンサ素子を構成する金属化フィルムの巻回体の別の一例を模式的に示す斜視図である。 図７（ａ）及び図７（ｂ）は、コンデンサ試料の寸法を示す断面図である。 図８（ａ）及び図８（ｂ）は、コンデンサ試料の寸法を示す外観図である。
以下、本発明のフィルムコンデンサについて説明する。
しかしながら、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。
以下において記載する本発明の個々の望ましい構成を２つ以上組み合わせたものもまた本発明である。
なお、以下において説明するフィルムコンデンサ用の外装ケースもまた、本発明の１つである。
本発明のフィルムコンデンサは、金属化フィルムが巻回又は積層されてなるコンデンサ素子と、上記コンデンサ素子を内部に収納する外装ケースと、上記コンデンサ素子と上記外装ケースとの間に充填された充填樹脂と、を備える。本発明のフィルムコンデンサにおいては、上記外装ケースが、ＬＣＰと無機充填材とを含む樹脂組成物から構成されていることを特徴としている。
フィルムコンデンサを構成するコンデンサ素子の製法上、樹脂フィルム間に水分が取り込まれることがある。そのため、フィルムコンデンサが高温環境下で使用されると、樹脂フィルム間で水分が蒸発することでコンデンサ素子が膨張する。コンデンサ素子と外装ケースとの間には充填樹脂が充填されているため、コンデンサ素子の膨張が外装ケースにまで伝わることになる。
本発明のフィルムコンデンサにおいては、外装ケースを構成する樹脂組成物がＬＣＰに加えて無機充填材を含むため、外装ケースの強度が向上する。その結果、コンデンサ素子が膨張しても、外装ケースの変形を抑制することができる。
図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係るフィルムコンデンサを模式的に示す断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すフィルムコンデンサのＩｂ－Ｉｂ線断面図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）に示すフィルムコンデンサのＩｃ－Ｉｃ線断面図である。
図１（ａ）、図１（ｂ）及び図１（ｃ）に示すフィルムコンデンサ１は、コンデンサ素子１０と、コンデンサ素子１０を内部に収納する外装ケース２０と、コンデンサ素子１０と外装ケース２０との間に充填された充填樹脂３０と、を備えている。
図１（ａ）、図１（ｂ）及び図１（ｃ）に示すフィルムコンデンサ１において、外装ケース２０の内部には、直方体状の空間が形成されており、外装ケース２０の内面から離間しつつ、外装ケース２０の内部の中央にコンデンサ素子１０が配置されている。コンデンサ素子１０を保持するために、コンデンサ素子１０の外面と外装ケース２０の内面との間には、エポキシ樹脂などの充填樹脂３０が充填されている。外装ケース２０は、一端に開口部を有する有底筒状であり、充填樹脂３０は、外装ケース２０の内部において、外装ケース２０の開口部からコンデンサ素子１０までも充填されている。エポキシ樹脂は、加熱硬化させることで、外装ケース２０とコンデンサ素子１０を一体に接着固定することができる。
図１（ａ）において、コンデンサ素子１０は、金属化フィルムの巻回体４０と、巻回体４０の両側方に形成された第１の外部電極４１及び第２の外部電極４２と、を備えている。第１の外部電極４１には第１のリード端子５１が電気的に接続され、第２の外部電極４２には第２のリード端子５２が電気的に接続されている。第１のリード端子５１及び第２のリード端子５２は、外装ケース２０の内部から外部に向かって突出している。
図１（ａ）、図１（ｂ）及び図１（ｃ）に示すように、外装ケース２０の内面には、第１のリブ６０及び第２のリブ７０が設けられていることが望ましい。第１のリブ６０は、第１の外部電極４１側及び／又は第２の外部電極４２側に設けられたリブである。第１のリブ６０は、外装ケース２０の底面側から開口部側に向かって伸びる板状からなり、その開口部側の端面は、外装ケース２０からコンデンサ素子１０に向かって順次長さが小さくなるようにテーパー形状を有する。第１のリブ６０は、一対の板状からなり、その一方が外装ケース２０の底面と図２（ａ）に示す第３の側壁２３の内面とを連接し、且つ、その他方が外装ケース２０の底面と図２（ａ）に示す第４の側壁２４の内面とを連接する。第１のリブ６０は、図１（ｂ）において、外装ケース２０内の幅方向における中央に位置することで、第１のリード端子５１の同軸上に位置する。また、第１のリブ６０は、底面側から開口部側に向かう方向において、外装ケース２０の中心から底部側に位置する。一方、第２のリブ７０は、外装ケース２０の底面側に設けられたリブである。第２のリブ７０は、外装ケース２０の底面側から開口部側に向かって伸びる板状からなる。第２のリブ７０は、図１（ａ）において、外装ケース２０の内部に互いに離間した一対の板状からなり、図１（ｃ）に示すように、外装ケース２０の内面形状に沿った外面形状と、コンデンサ素子１０の内面に概略沿ったＵ字状の内面形状とからなる。また、第２のリブ７０の一方の板状部（図１（ａ）における紙面左側）は、図１（ｃ）において紙面左右に一方の板状部における第１部位と第２部位に分かれており、第１部位が外装ケース２０の底面と図２（ｂ）に示す第１の側壁２１の内面とを連接し、第２部位が外装ケース２０の底面と図２（ｂ）に示す第２の側壁２２の内面とを連接する。図１（ａ）に示すように、第２のリブ７０の一方の板状部は、コンデンサ素子１０の中心から第１の外部電極４１との間に位置し、第２のリブ７０の他方の板状部は、コンデンサ素子１０の中心から第２の外部電極４２との間に位置する。また、図１（ｃ）に示すように、第２のリブ７０は、コンデンサ素子１０の中心より開口部まで伸びており、第２のリード端子５２よりも開口部側にまで伸びるように位置する。外装ケースの内面にリブを設けることにより、樹脂注型時においてコンデンサ素子の位置精度を向上させることができる。なお、外装ケースの内面にリブが設けられていなくてもよい。
（外装ケース）
本発明のフィルムコンデンサを構成する外装ケースは、例えば、一端に開口部のある有底筒状である。
図２（ａ）は、図１（ａ）に示すフィルムコンデンサを構成する外装ケースの一例を模式的に示す正面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す外装ケースの側面図である。
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す外装ケース２０は、一端に略長方形の開口部（図１（ａ）、図１（ｂ）及び図１（ｃ）参照）と、この開口部の四辺から他端に向かって伸びる四枚の平板を備えた四角筒状の側部と、開口部に対向しつつ四角筒状の他端を封する底部と、を備えた有底四角筒状である。なお、外装ケース２０は、有底円筒状などの筒状であってもよい。
外装ケース２０の側部は、第１の側壁２１と、第１の側壁２１と略同面積を有すると共に第１の側壁２１の内面と対向するように離間して配置された第２の側壁２２と、第１の側壁２１の一方の側辺と第２の側壁２２の一方の側辺とを連接すると共に第１の側壁２１の面積より小面積を有する第３の側壁２３と、第１の側壁２１の他方の側辺と第２の側壁２２の他方の側辺とを連接し、第３の側壁２３と略同面積を有するとともに第３の側壁２３の内面と対向するように離間して配置された第４の側壁２４とを備える。
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、外装ケース２０の側部には、開口部側の四辺において、凹部２５が設けられていることが望ましい。凹部２５は、開口部側から底部側に向かい、開口部側の四辺に沿って伸びている。外装ケースの開口面に凹部を設けることにより、フィルムコンデンサを基板実装した際に、フィルムコンデンサ及び基板が密閉して内圧が上昇することを防止することができる。なお、外装ケースに凹部が設けられていなくてもよい。
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、外装ケース２０の側部には、各側壁を連接する辺に沿って伸びるテーパー部２６が設けられていることが望ましい。図２（ａ）及び図２（ｂ）では、第３の側壁２３及び第４の側壁２４の底部側の角部にテーパー部２６が設けられている。このため、第１の側壁２１の底部側の側辺と底部とを連接する辺にもテーパー部が設けられ、第２の側壁２２の底部側の側辺と底部とを連接する辺にもテーパー部が設けられている。なお、外装ケースの側部にテーパー部が設けられていなくてもよい。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、外装ケースは、ＬＣＰと無機充填材とを含む樹脂組成物から構成されている。
本発明のフィルムコンデンサにおいては、内部のコンデンサ素子に含有される水分の蒸発を抑えるため、内部のコンデンサ素子の加熱を抑制することが望ましい。そのため、外装ケースは、１００℃の高温であっても不透明（例えば黒色）であることが望ましい。なお、ここでいう不透明とは、可視光４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長での透過率が５％以下であることをいう。
樹脂組成物に含まれるＬＣＰとして、後述の実施例では、ｐ－ヒドロキシ安息香酸と６－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸基を骨格にもつＬＣＰを使用している。また、ｐ－ヒドロキシ安息香酸と６－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸基以外にも、フェノール、フタル酸、エチレンテレフタレートなどの各種成分を用いて、重縮合体を形成したＬＣＰを使用することができる。
また、ＬＣＰを分類する場合、Ｉ型、ＩＩ型、ＩＩＩ型といった分類方法もあるが、材料としては、上記構成要素から形成したＬＣＰと同じ材料を意味する。
樹脂組成物に含まれる無機充填材としては、ＬＣＰよりも強度が高い材料を使用することができる。無機充填材は、ＬＣＰよりも融点が高い材料であることが望ましく、融点が６８０℃以上である材料であることがより望ましい。
無機充填材の形態は特に限定されず、例えば、繊維状又は板状などの長手方向を有するものが挙げられる。これらの無機充填材は、２種以上を組み合わせて使用してもよい。したがって、樹脂組成物は、上記無機充填材として、繊維状の無機材料及び／又は板状の無機材料を含むことが望ましい。
本明細書において、「繊維状」とは、充填材の長手方向長さと、長手方向に垂直な断面における断面径との関係が、長手方向長さ÷断面径≧５（すなわちアスペクト比が５：１以上）である状態を意味する。ここで、断面径は、断面の外周上において最長となる２点間距離とする。断面径が長手方向で異なる場合、断面径が最大となる箇所で測定を行う。
また、「板状」とは、投影面積が最大となる面の断面径と、この断面に対して垂直方向における最大高さの関係が、断面径÷高さ≧３である状態を意味する。
無機充填材は、少なくともその一部が外装ケースの側部の各側壁において、ケース底側から開口部に向かって配向している部分と、隣り合う側壁に向かって配向している部分とを有し、外装ケースの内部において分散していることが望ましい。
無機充填材は、少なくとも直径５μｍ以上、長さ５０μｍ以上のサイズを有するものであることが望ましい。特に、無機充填材は、凝集することなく、外装ケース全体に分散していることが望ましい。
無機充填材として、具体的には、繊維状のガラスフィラーや板状のタルク又はマイカなどの材料を使用することができる。
本発明のフィルムコンデンサにおいては、外装ケースの変形量を小さくする観点から、樹脂組成物中の無機充填材の含有量は、５重量％以上であることが望ましく、１５重量％以上であることがより望ましい。また、外装ケースの成形性を確保する観点から、樹脂組成物中の無機充填材の含有量は、６０重量％以下であることが望ましい。
樹脂組成物中の無機充填材の含有量は、２０ｍｍ×２０ｍｍ×０．５ｍｍ厚の試験片を使用して、灰分測定あるいは熱重量分析によって、残存成分を無機成分とみなして重量を測定し、初期重量と残存成分重量から算出することができる。
具体的には、ＪＩＳ　Ｋ　７２５０　Ａ法（直接灰化法）に基づき、有機材料を燃焼し、その燃焼残さを高温で恒量になるまで加熱する方法にて測定する。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、樹脂組成物中のＬＣＰの含有量は、４０重量％以上、９５重量％以下であることが望ましく、４０重量％以上、８５重量％以下であることがより望ましい。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、外装ケースの比重は、１．５ｇ／ｃｍ３以上、１．９ｇ／ｃｍ３以下であることが望ましい。
外装ケースの比重は、２０ｍｍ×２０ｍｍ×０．５ｍｍ厚の試験片を使用して、ＡＳＴＭ－Ｄ７９２に基づき、水中置換法により測定する。
本発明のフィルムコンデンサにおいては、外装ケースの変形量を小さくする観点から、外装ケースの曲げ強さは、１２０ＭＰａ以上、２５０ＭＰａ以下であることが望ましく、１９０ＭＰａ以上、２５０ＭＰａ以下であることがより望ましい。
外装ケースの曲げ強さは、２０ｍｍ×２０ｍｍ×０．５ｍｍ厚の試験片を作製して、曲げ試験を実施することにより測定する。試験条件は、ＩＳＯ　１７８を参照する。
本発明のフィルムコンデンサにおいては、外装ケースの変形量を小さくする観点から、外装ケースの引張強さは、１００ＭＰａ以上、２２０ＭＰａ以下であることが望ましく、１７０ＭＰａ以上、２２０ＭＰａ以下であることがより望ましい。
図３は、引張試験で使用される試験片を説明するための平面図である。
外装ケースの引張強さは、図３に示す形状を有し、０．５ｍｍ厚とした試験片を作製して、引張試験を実施することにより測定する。試験条件は、ＡＳＴＭ－Ｄ６３８を参照する。
なお、これまでの測定では、２０ｍｍ×２０ｍｍ×０．５ｍｍ厚の試験片、又は、図３に示す形状を有し、０．５ｍｍ厚とした試験片が使用されているが、試験片の寸法及び厚みはこれらに限定されるものではなく、上記よりも小さい形状であってもよい。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、外装ケースは、例えば、射出成形により製造することができる。
（充填樹脂）
本発明のフィルムコンデンサにおいて、充填樹脂は、コンデンサ素子と外装ケースとの間に充填される。
充填樹脂としては、必要な機能に応じた樹脂を適宜選択することができる。
後述の実施例では、ビスフェノールＡ型のエポキシ樹脂を使用し、エポキシ樹脂の硬化剤には、酸無水物硬化剤を使用している。また、補強剤には、シリカを用いている。
なお、充填樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂などを使用することができる。エポキシ樹脂の硬化剤には、アミン硬化剤、イミダゾール硬化剤を使用してもよい。また、充填樹脂には、樹脂のみを使用してもよいが、強度の向上を目的として、補強剤を添加してもよい。補強剤には、シリカ、アルミナなどを用いることができる。
コンデンサ素子と外装ケースとの間に充填樹脂を充填することにより、コンデンサ素子を外気から遮断することができる。そのため、透湿性が低い樹脂を適宜選択し、外装ケースの開口部における樹脂を厚くすることが望ましい。
外装ケースの開口部における樹脂の厚みは、コンデンサ全体の体積（体格）が許容される範囲で充分な厚みを持たせることが望ましく、具体的には、２ｍｍ以上であることが望ましく、４ｍｍ以上であることがより望ましい。特に、図１（ａ）、図１（ｂ）及び図１（ｃ）に示すように、外装ケース２０の内部において、コンデンサ素子１０が外装ケース２０の開口部よりも底面側に位置するように配置することで、コンデンサ素子１０に対して外装ケース２０の開口部側の樹脂の厚みを、底面側の樹脂の厚みよりも厚くすることがより望ましい。
また、充填樹脂の高さと外装ケースの高さとの関係は、外装ケースの開口部における樹脂をできる限り厚くするとともに、外装ケースの内部側の位置まででもよいし、すりきり一杯程度でもよいし、表面張力でやや溢れていてもよい。
一般に、フィルムコンデンサは、使用環境によっては常時振動にさらされることがある。そのため、外装ケース内のコンデンサ素子が振動により移動しないように、充填樹脂には所定の硬度が求められる。また、フィルムコンデンサの使用環境によっては高温耐熱性が求められることから、高温で樹脂強度（粘度）が低下するようなものは使用できず、その場合も充填樹脂には所定の硬度が求められる。一方で、充填樹脂の硬度が高くなるほど、コンデンサ素子が膨張した際に高い応力が発生するため外装ケースが変形しやすくなる。
本発明のフィルムコンデンサにおいては、外装ケースがＬＣＰと無機充填材とを含む樹脂組成物から構成されているため、充填樹脂の硬度が高い場合（例えばデュロメータ硬度８５以上；測定方法ＪＩＳ　Ｋ７２１５）であっても、外装ケースの変形を抑制することができる。
（コンデンサ素子）
本発明のフィルムコンデンサにおいて、コンデンサ素子は、例えば断面長円状の柱状であり、その中心軸方向の両端に、例えば金属溶射（メタリコン）で形成した外部電極が設けられる。
図４（ａ）は、本発明のフィルムコンデンサを構成するコンデンサ素子の一例を模式的に示す斜視図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すコンデンサ素子のＩＶｂ－ＩＶｂ線断面図である。
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すコンデンサ素子１０は、第１の金属化フィルム１１と第２の金属化フィルム１２とが積層された状態で巻回された金属化フィルムの巻回体４０と、巻回体４０の両端部に接続された第１の外部電極４１及び第２の外部電極４２と、を備えている。図４（ｂ）に示すように、第１の金属化フィルム１１は、第１の樹脂フィルム１３と、第１の樹脂フィルム１３の表面に設けられた第１の金属層（対向電極）１５とを備え、第２の金属化フィルム１２は、第２の樹脂フィルム１４と、第２の樹脂フィルム１４の表面に設けられた第２の金属層（対向電極）１６とを備えている。
図４（ｂ）に示すように、第１の金属層１５及び第２の金属層１６は、第１の樹脂フィルム１３又は第２の樹脂フィルム１４を挟んで互いに対向している。さらに、第１の金属層１５は、第１の外部電極４１と電気的に接続されており、第２の金属層１６は、第２の外部電極４２と電気的に接続されている。
第１の樹脂フィルム１３及び第２の樹脂フィルム１４は、それぞれ異なる構成を有していてもよいが、同一の構成を有していることが望ましい。
第１の金属層１５は、第１の樹脂フィルム１３の一方の面において一方側縁にまで届くが、他方側縁にまで届かないように形成される。他方、第２の金属層１６は、第２の樹脂フィルム１４の一方の面において一方側縁にまで届かないが、他方側縁にまで届くように形成される。第１の金属層１５及び第２の金属層１６は、例えばアルミニウム層などから構成される。
図５は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すコンデンサ素子を構成する金属化フィルムの巻回体の一例を模式的に示す斜視図である。
図４（ｂ）及び図５に示すように、第１の金属層１５における第１の樹脂フィルム１３の側縁にまで届いている側の端部、及び、第２の金属層１６における第２の樹脂フィルム１４の側縁にまで届いている側の端部がともに積層されたフィルムから露出するように、第１の樹脂フィルム１３と第２の樹脂フィルム１４とが互いに幅方向（図４（ｂ）では左右方向）にずらされて積層される。図５に示すように、第１の樹脂フィルム１３及び第２の樹脂フィルム１４が積層された状態で巻回されることによって巻回体４０となり、第１の金属層１５及び第２の金属層１６が端部で露出した状態を保持して、積み重なった状態とされる。
図４（ｂ）及び図５では、第２の樹脂フィルム１４が第１の樹脂フィルム１３の外側になるように、かつ、第１の樹脂フィルム１３及び第２の樹脂フィルム１４の各々について、第１の金属層１５及び第２の金属層１６の各々が内方に向くように巻回されている。
第１の外部電極４１及び第２の外部電極４２は、上述のようにして得られた金属化フィルムの巻回体４０の各端面上に、例えば亜鉛などを溶射することによって形成される。第１の外部電極４１は、第１の金属層１５の露出端部と接触し、それによって第１の金属層１５と電気的に接続される。他方、第２の外部電極４２は、第２の金属層１６の露出端部と接触し、それによって第２の金属層１６と電気的に接続される。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、コンデンサ素子を構成する樹脂フィルムは、１２５℃以上の耐熱性を有することが望ましい。
この場合、１２５℃以上の高温環境下においてフィルムコンデンサを使用することができる。一方で、１２５℃以上でフィルムコンデンサが使用されると、樹脂フィルム間で水分が蒸発することでコンデンサ素子が膨張し、外装ケースが変形しやすくなる。
本発明のフィルムコンデンサにおいては、外装ケースがＬＣＰと無機充填材とを含む樹脂組成物から構成されているため、フィルムコンデンサを高温環境下（例えば１２５℃以上）で使用する場合であっても、外装ケースの変形を抑制することができる。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、コンデンサ素子を構成する樹脂フィルムは、ウレタン結合及びユリア結合の少なくとも一方を有する樹脂を主成分として含むことが望ましい。このような樹脂としては、例えば、ウレタン結合を有するウレタン樹脂、ユリア結合を有するユリア樹脂等が挙げられる。また、ウレタン結合及びユリア結合の両方を有する樹脂であってもよい。具体的には、後述する硬化性樹脂、蒸着重合膜等が挙げられる。
なお、ウレタン結合及び／又はユリア結合の存在は、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ－ＩＲ）を用いて確認することができる。
本明細書において、「樹脂フィルムの主成分」とは、存在割合（重量％）が最も大きい成分を意味し、望ましくは、存在割合が５０重量％を超える成分を意味する。したがって、樹脂フィルムは、主成分以外の成分として、例えば、シリコーン樹脂等の添加剤や、後述する第１有機材料及び第２有機材料等の出発材料の未硬化部分を含んでもよい。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、コンデンサ素子を構成する樹脂フィルムは、硬化性樹脂を主成分として含んでいてもよい。硬化性樹脂は、熱硬化性樹脂であってもよいし、光硬化性樹脂であってもよい。硬化性樹脂は、ウレタン結合及びユリア結合の少なくとも一方を有していてもよいし、有していなくてもよい。
本明細書において、熱硬化性樹脂とは、熱で硬化し得る樹脂を意味しており、硬化方法を限定するものではない。したがって、熱で硬化し得る樹脂である限り、熱以外の方法（例えば、光、電子ビームなど）で硬化した樹脂も熱硬化性樹脂に含まれる。また、材料によっては材料自体が持つ反応性によって反応が開始する場合があり、必ずしも外部から熱又は光等を与えずに硬化が進むものについても熱硬化性樹脂とする。光硬化性樹脂についても同様であり、硬化方法を限定するものではない。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、コンデンサ素子を構成する樹脂フィルムは、蒸着重合膜を主成分として含んでいてもよい。蒸着重合膜は、ウレタン結合及びユリア結合の少なくとも一方を有していてもよいし、有していなくてもよい。
なお、蒸着重合膜は、蒸着重合法により成膜されたものを指し、基本的には硬化性樹脂に含まれる。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、コンデンサ素子を構成する樹脂フィルムは、第１有機材料と第２有機材料との硬化物からなることが望ましい。例えば、第１有機材料が有する水酸基（ＯＨ基）と第２有機材料が有するイソシアネート基（ＮＣＯ基）とが反応して得られる硬化物等が挙げられる。
上記の反応によって硬化物を得る場合、出発材料の未硬化部分がフィルム中に残留してもよい。例えば、樹脂フィルムは、イソシアネート基（ＮＣＯ基）及び水酸基（ＯＨ基）の少なくとも一方を含んでもよい。この場合、樹脂フィルムは、イソシアネート基及び水酸基のいずれか一方を含んでもよいし、イソシアネート基及び水酸基の両方を含んでもよい。
なお、イソシアネート基及び／又は水酸基の存在は、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ－ＩＲ）を用いて確認することができる。
第１有機材料は、分子内に複数の水酸基（ＯＨ基）を有するポリオールであることが望ましい。ポリオールとしては、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリビニルアセトアセタール等が挙げられる。第１有機材料として、２種以上の有機材料を併用してもよい。第１有機材料の中では、ポリエーテルポリオールに属するフェノキシ樹脂が望ましい。
第２有機材料は、分子内に複数の官能基を有する、イソシアネート化合物、エポキシ樹脂又はメラミン樹脂であることが望ましい。第２有機材料として、２種以上の有機材料を併用してもよい。
イソシアネート化合物としては、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）及びトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）等の芳香族ポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）等の脂肪族ポリイソシアネート等が挙げられる。これらのポリイソシアネートの変性体、例えば、カルボジイミド又はウレタン等を有する変性体であってもよい。中でも、芳香族ポリイソシアネートが望ましく、ＭＤＩがより望ましい。
エポキシ樹脂としては、エポキシ環を有する樹脂であれば特に限定されず、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格エポキシ樹脂、シクロペンタジエン骨格エポキシ樹脂、ナフタレン骨格エポキシ樹脂等が挙げられる。
メラミン樹脂としては、構造の中心にトリアジン環、その周辺にアミノ基３個を有する有機窒素化合物であれば特に限定されず、例えば、アルキル化メラミン樹脂等が挙げられる。その他、メラミンの変性体であってもよい。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、コンデンサ素子を構成する樹脂フィルムは、望ましくは、第１有機材料及び第２有機材料を含む樹脂溶液をフィルム状に成形し、次いで、熱処理して硬化させることによって得られる。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、コンデンサ素子を構成する樹脂フィルムは、熱可塑性樹脂を主成分として含んでいてもよい。熱可塑性樹脂としては、例えば、高結晶性ポリプロピレン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリアリルアリレート等が挙げられる。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、コンデンサ素子を構成する樹脂フィルムは、他の機能を付加するための添加剤を含むこともできる。例えば、レベリング剤を添加することで平滑性を付与することができる。添加剤は、水酸基及び／又はイソシアネート基と反応する官能基を有し、硬化物の架橋構造の一部を形成する材料であることがより望ましい。このような材料としては、例えば、エポキシ基、シラノール基及びカルボキシル基からなる群より選択される少なくとも１種の官能基を有する樹脂等が挙げられる。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、コンデンサ素子を構成する樹脂フィルムの厚みは特に限定されないが、５μｍ以下であることが望ましく、３．５μｍ未満であることがより望ましく、３．４μｍ以下であることがさらに望ましい。また、樹脂フィルムの厚みは、０．５μｍ以上であることが望ましい。
なお、樹脂フィルムの厚みは、光学式膜厚計を用いて測定することができる。
例えば、コンデンサ素子を構成する樹脂フィルムを薄くし、樹脂フィルムの巻回長さが変わらない場合を考える。この場合、樹脂フィルムが薄くなることでコンデンサ素子の体積は小さくなり、コンデンサ素子の体積に合わせて外装ケースも小型になる。しかし、樹脂フィルムの巻回長さが変わらないことから、樹脂フィルム間の間隙量は変わらない。すなわち、コンデンサ素子の体積に対する間隙量は、樹脂フィルムが薄い方が大きい。したがって、コンデンサ素子の樹脂フィルム間に含まれる水分が蒸発することによりコンデンサ素子が膨張した場合、コンデンサ素子自体の体積変化量は、樹脂フィルムが薄いほど大きくなる。
本発明のフィルムコンデンサにおいては、外装ケースがＬＣＰと無機充填材とを含む樹脂組成物から構成されているため、樹脂フィルムが薄い場合（例えば３．４μｍ以下）であっても、外装ケースの変形を抑制することができる。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、コンデンサ素子を構成する金属層に含まれる金属の種類は特に限定されないが、金属層は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、スズ（Ｓｎ）及びニッケル（Ｎｉ）からなる群より選ばれるいずれか１種を含むことが望ましい。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、コンデンサ素子を構成する金属層の厚みは特に限定されないが、金属層の破損を抑制する観点から、金属層の厚みは、５ｎｍ以上、４０ｎｍ以下であることが望ましい。
なお、金属層の厚みは、金属化フィルムを厚み方向に切断した断面を、電界放出型走査電子顕微鏡（ＦＥ－ＳＥＭ）等の電子顕微鏡を用いて観察することにより特定することができる。
図６は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すコンデンサ素子を構成する金属化フィルムの巻回体の別の一例を模式的に示す斜視図である。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、コンデンサ素子が金属化フィルムの巻回体から構成される場合、図６に示す金属化フィルムの巻回体４０ａのように、断面形状が楕円又は長円のような扁平形状にプレスされ、よりコンパクトな形状とされることが望ましい。
この場合、外装ケース内部のデッドスペースを減らすことにより、外装ケースを小型化することができるため、フィルムコンデンサ全体を小型化することができる。
コンデンサ素子の樹脂フィルム間に含まれる水分が蒸発することによりコンデンサ素子が膨張した場合、金属化フィルムの巻回体が図５に示すような円柱状であれば、断面の円中心から放射状に膨張するため、その膨張方向に偏りがない。一方、金属化フィルムの巻回体が図６に示すような扁平形状であれば、断面の中心から放射状に膨張しない。特に、巻回体がプレスされているため、樹脂フィルムの一部は塑性変形せずに、外方向に形状を戻そうと付勢（バネ性）がかかっている。したがって、コンデンサ素子が膨張するとともに、塑性変形していない一部の付勢が重畳されるため、金属化フィルムの巻回体が円柱状である場合に比べて外装ケースが変形しやすくなる。
本発明のフィルムコンデンサにおいては、外装ケースがＬＣＰと無機充填材とを含む樹脂組成物から構成されているため、金属化フィルムの巻回体が扁平形状である場合であっても、外装ケースの変形を抑制することができる。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、コンデンサ素子が金属化フィルムの巻回体から構成される場合、コンデンサ素子は、円柱状の巻回軸を備えていてもよい。巻回軸は、巻回状態の金属化フィルムの中心軸線上に配置されるものであり、金属化フィルムを巻回する際の巻軸となるものである。
本発明のフィルムコンデンサにおいては、コンデンサ容量に応じてコンデンサ素子のサイズや形状が決まることから、種々のサイズのコンデンサ素子を使用することができる。
例えば、コンデンサ容量が１μＦ以上、１５０μＦ以下であれば、コンデンサ素子のサイズは、断面長円形状において、長円方向の長さが１５ｍｍ以上６５ｍｍ以下、短円方向の長さが２ｍｍ以上５０ｍｍ以下、長手方向（断面の奥手前方向であって外部電極を含む）の長さが１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることが望ましい。
この場合、外装ケースの外形は、底部の長辺が１６ｍｍ以上７３ｍｍ以下、底部の短辺が３ｍｍ以上５８ｍｍ以下であり、外装ケースの高さが１０．５ｍｍ以上５０．５ｍｍ以下であることが望ましい。また、外装ケースの厚みは、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下であることが望ましい。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、コンデンサ素子の体積は、外装ケースの内容積に対して３０％以上、８５％以下であることが望ましい。コンデンサ素子の体積が外装ケースの内容積に対して８５％を超えると、充填樹脂によって外装ケース及びコンデンサ素子を固定することが困難となる。一方、コンデンサ素子の体積が外装ケースの内容積に対して３０％未満であると、コンデンサ素子に対して外装ケースが大きくなりすぎて、フィルムコンデンサが大型になる。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、外装ケースの内面とコンデンサ素子の外面との離間距離は、１ｍｍ以上、５ｍｍ以下であることが望ましく、１ｍｍ以上、２ｍｍ以下であることがより望ましい。
外装ケースのサイズをコンデンサ素子のサイズに近付けるほど、フィルムコンデンサを小型化することができるが、その一方で、コンデンサ素子の樹脂フィルム間に含まれる水分が蒸発することによりコンデンサ素子が膨張した場合、外装ケースが変形しやすくなる。
本発明のフィルムコンデンサにおいては、外装ケースがＬＣＰと無機充填材とを含む樹脂組成物から構成されているため、外装ケースのサイズをコンデンサ素子のサイズに近付けた場合であっても、外装ケースの変形を抑制することができる。
（リード端子）
本発明のフィルムコンデンサにおいて、リード端子は、外装ケースの内部に充填された充填樹脂から外部に向かって突出する。
リード端子がコンデンサ素子の外部電極と電気的に接続されている部分は、外部電極の小領域に設けられることから、リード端子に負荷がかかると、外部電極からリード端子が分離してしまうおそれがある。そこで、外装ケースの内部においては、コンデンサ素子の外部電極とリード端子の外部に充填樹脂が位置し、両者を密着固定する。これにより、リード端子の突出部に負荷がかかっても、充填樹脂によってリード端子と外部電極との接続が補強され、両者の分離を抑制することができる。
外部電極とリード端子との接続位置は、外部電極の中央部でもよいし、特許第４７３３５６６号の図１に記載されているように開口部に近い電極端部であってもよい。
（その他の実施形態）
図１（ａ）、図１（ｂ）及び図１（ｃ）では、単一の外装ケースに単一のコンデンサ素子が収納されている例を示したが、例えば、特開２０１２－６９８４０号公報に記載されているように、単一の外装ケースに複数のコンデンサ素子が収納されていてもよい。
また、これまでは、第１の金属化フィルムと第２の金属化フィルムとが積層された状態で巻回された巻回型フィルムコンデンサを用いて説明したが、第１の金属化フィルムと第２の金属化フィルムとが積層された積層型フィルムコンデンサであってもよい。積層型フィルムコンデンサであっても、上述した本発明の作用及び効果が得られる。
以下、本発明のフィルムコンデンサをより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。
［樹脂フィルムの作製］
トルエンとメチルエチルケトンの混合溶剤にポリビニルアセトアセタール（ＰＶＡＡ）樹脂粉末を溶解させてＰＶＡＡ樹脂溶液を準備し、酢酸エチルに溶解させたＴＭＰ（トリメチロールプロパン）アダクトタイプのトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）プレポリマー体をＰＶＡＡ樹脂溶液と混合して混合樹脂溶液を得た。このとき、ＰＶＡＡとＴＤＩプレポリマー体の配合比が重量比で４：６となるように固形分濃度及び溶液の配合量を調整した。
得られた混合樹脂溶液を、コーターを用いてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基材上に塗工して乾燥させた後、１８０℃の温度下で１時間熱処理して硬化させ、厚さ３．０μｍの樹脂フィルムを作製した。
［金属層の形成］
樹脂フィルムの表面に金属層となるアルミニウムを厚さ２０ｎｍとなるように蒸着し、ＰＥＴ基材から剥離させることにより、樹脂フィルムの片面に金属層が形成された金属化フィルムを得た。
［コンデンサ素子の作製］
金属化フィルムを所望の位置において２５ｍｍ幅でスリットした後、互い違いに１ｍｍのずらし幅を設けて２枚重ねて巻回することで、円筒状の巻回体を得た。円筒状の巻回体をプレス加工することにより、扁平形状に加工した。その後、巻回体の両端面に亜鉛溶射で１ｍｍの厚さになるように外部電極を形成した。
［コンデンサ試料の作製］
コンデンサ素子の外部電極に直径１．２ｍｍのリード線をはんだ付けした後、表１に示す樹脂材料及び組成を有する樹脂組成物からなる厚さ０．５ｍｍの外装樹脂ケースに入れ、エポキシ樹脂を充填した。これにより、コンデンサ試料（フィルムコンデンサ）を作製した。
表１に示す無機充填材として、直径１０μｍ、長さ３００μｍのガラスフィラーを用いた。
図７（ａ）及び図７（ｂ）は、コンデンサ試料の寸法を示す断面図であり、図８（ａ）及び図８（ｂ）は、コンデンサ試料の寸法を示す外観図である。
図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、外装樹脂ケースの内面には、樹脂注型時におけるコンデンサ素子の位置精度を向上させるためのリブを設けた。
また、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、外装樹脂ケースの開口面には、フィルムコンデンサを基板実装した際にコンデンサと基板との間が密閉して内圧が上昇することを防ぐための凹部（厚さ１ｍｍ）を設けた。
［比重の測定］
ＡＳＴＭ－Ｄ７９２に基づき、上述した方法により外装樹脂ケースの比重を測定した。結果を表１に示す。
［曲げ強さの測定］
ＩＳＯ　１７８に基づき、上述した方法により外装樹脂ケースの曲げ強さを測定した。結果を表１に示す。
［引張強さの測定］
ＡＳＴＭ－Ｄ６３８に基づき、上述した方法により外装樹脂ケースの引張強さを測定した。結果を表１に示す。
［耐湿性の評価］
作製したコンデンサ試料について、８５℃８５％ＲＨ雰囲気下でＤＣ５００Ｖを１０００時間印加することで、耐湿性を評価した。静電容量の低下率が初期値に対して５％以内であるものを○（良）、５％を上回ったものを×（不良）と評価した。結果を表１に示す。
［ケース変形の評価］
作製したコンデンサ試料に対して、＋１２５℃への加熱と－４０℃への冷却を繰り返す温度サイクル試験を実施した。各温度での保持時間は３０分間とした。図７（ｂ）及び図８（ｂ）に示すＴ方向における外装樹脂ケースの寸法について、試験前の試料に対する１０００サイクル後の試料の変化量に応じて、以下のように評価した。結果を表１に示す。
　◎（優）：変化量≦０．５ｍｍ
　○（良）：０．５ｍｍ＜変化量≦１．０ｍｍ
　△（可）：１．０ｍｍ＜変化量≦１．３ｍｍ
　×（不良）：１．３ｍｍ＜変化量
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
表１において、試料番号に＊を付したものは、本発明の範囲外の比較例である。
表１に示すように、外装樹脂ケースの樹脂材料がＰＰＳである試料９及び１０では、無機充填材の有無に関わらず、耐湿性の結果は×であった。
これに対し、外装樹脂ケースの樹脂材料がＬＣＰである試料１～８では、耐湿性の結果は〇であった。ただし、無機充填材が含まれていない試料１では、ケース変形の結果が×であった。
一方、外装樹脂ケースの樹脂材料がＬＣＰであり、かつ、無機充填材が含まれる試料２～８では、外装樹脂ケースの寸法の変化量が小さかった。ケース変形を抑制する観点からは、無機充填材の含有量が５重量％以上であることが望ましく、１５重量％以上であることがより望ましいと考えられる。
なお、無機充填材の含有量が６０重量％より多いと、ケース成形時の流動性悪化や成形機ユニットの摩耗が生じるおそれがある。
上記の実施例では、樹脂フィルムの厚さが３．０μｍであるが、樹脂フィルムの厚さが２．０μｍ、２．５μｍ、３．６μｍである場合も同様の効果が得られることが確認できた。
１　フィルムコンデンサ
１０　コンデンサ素子
１１　第１の金属化フィルム
１２　第２の金属化フィルム
１３　第１の樹脂フィルム
１４　第２の樹脂フィルム
１５　第１の金属層
１６　第２の金属層
２０　外装ケース
２１　第１の側壁
２２　第２の側壁
２３　第３の側壁
２４　第４の側壁
２５　凹部
２６　テーパー部
３０　充填樹脂
４０，４０ａ　金属化フィルムの巻回体
４１　第１の外部電極
４２　第２の外部電極
５１　第１のリード端子
５２　第２のリード端子
６０　第１のリブ
７０　第２のリブ

Claims (13)

  1. 樹脂フィルムの表面に金属層が設けられた金属化フィルムが巻回又は積層されてなるコンデンサ素子と、
    前記コンデンサ素子を内部に収納する外装ケースと、
    前記コンデンサ素子と前記外装ケースとの間に充填された充填樹脂と、を備え、
    前記外装ケースが、液晶ポリマーと無機充填材とを含む樹脂組成物から構成されている、フィルムコンデンサ。
  2. 前記樹脂組成物中の前記無機充填材の含有量が、５重量％以上、６０重量％以下である、請求項１に記載のフィルムコンデンサ。
  3. 前記外装ケースの曲げ強さが、１２０ＭＰａ以上、２５０ＭＰａ以下である、請求項１又は２に記載のフィルムコンデンサ。
  4. 前記外装ケースの引張強さが、１００ＭＰａ以上、２２０ＭＰａ以下である、請求項１～３のいずれか１項に記載のフィルムコンデンサ。
  5. 前記樹脂組成物は、前記無機充填材として、繊維状の無機材料及び／又は板状の無機材料を含む、請求項１～４のいずれか１項に記載のフィルムコンデンサ。
  6. 前記樹脂フィルムは、ウレタン結合及びユリア結合の少なくとも一方を有する樹脂を主成分として含む、請求項１～５のいずれか１項に記載のフィルムコンデンサ。
  7. 前記樹脂フィルムは、硬化性樹脂を主成分として含む、請求項１～６のいずれか１項に記載のフィルムコンデンサ。
  8. 前記充填樹脂は、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂及びシリコーン樹脂からなる群より選択される少なくとも一種の樹脂を含む、請求項１～７のいずれか１項に記載のフィルムコンデンサ。
  9. 樹脂フィルムの表面に金属層が設けられた金属化フィルムが巻回又は積層されてなるコンデンサ素子を内部に収納するための、フィルムコンデンサ用の外装ケースであって、
    液晶ポリマーと無機充填材とを含む樹脂組成物から構成されている、フィルムコンデンサ用の外装ケース。
  10. 前記樹脂組成物中の前記無機充填材の含有量が、５重量％以上、６０重量％以下である、請求項９に記載の外装ケース。
  11. 曲げ強さが、１２０ＭＰａ以上、２５０ＭＰａ以下である、請求項９又は１０に記載の外装ケース。
  12. 引張強さが、１００ＭＰａ以上、２２０ＭＰａ以下である、請求項９～１１のいずれか１項に記載の外装ケース。
  13. 前記樹脂組成物は、前記無機充填材として、繊維状の無機材料及び／又は板状の無機材料を含む、請求項９～１２のいずれか１項に記載の外装ケース。
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