JP2000077256A - 金属化フィルムコンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温使用環境下においても静電容量，誘電正
接（％）の劣化等の故障が生じることのない金属化フィ
ルムコンデンサを提供すること。 【解決手段】 コンデンサ素子４の端面５及び６に第１
メタリコン層７及び８組成をＳｎ，Ｃｕ，Ｓｂ，Ｓｉ等
の材料より形成し、さらに第２メタリコン層９及び１０
組成をＣｕ，Ｓｂ，Ｐ，Ｓｉ等の材料より形成し、これ
によって、誘電正接（tanδ％）、接続信頼性の劣化を
防ぐことにある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属化フィルムコ
ンデンサにおける外部電極になるメタリコン層構造に関
する。

【０００２】

【従来の技術】電子機器の高精度化及び高機能化のため
に、最近電子部品の小形化率が大幅に上がっている。コ
ンデンサもこの列にもれず、小形化率が急速に開発され
ているが、しかし、金属化フィルムコンデンサの場合、
素子１９の端面２０及び２１にメタリコン層２２及び２
３を形成しているがこれに引出し線２６及び２７を接合
するのにはんだ付け２６及び２７によるがこの際に生ず
る熱量により電気的な特性劣化や素子１９変形等の問題
を保有していた。

【０００３】以下、従来の技術の製造工程について、図
２に基づき説明する。

【０００４】まず、誘電体であるプラスチックフィルム
１６（ポリプロピレンフィルム）に亜鉛１７の金属を蒸
着して、金属薄膜を形成し、この金属薄膜を内部電極２
５とした金属化プラスチックフィルムを用い、この金属
化プラスチックフィルムを複数重ね合せ巻回したものを
素子１９とし、この素子１９の端面２０及び２１に１．
６mmφ亜鉛メタリコンを電気溶射吹付け、メタリコン層
２２及び２３を形成し、このメタリコン層２２及び２３
に生じている突起やバリ等を除去して素子含浸後、この
素子に付着している含浸剤ワックスを除去し、このメタ
リコン層２２及び２３に引出し線２８及び２９をはんだ
付け２４及び２５接合する。

【０００５】次いで、耐湿性及び一般電気特性を保持す
るため、外装材料（アルミ，ブリキ，樹脂ケース）を用
い、被覆・格納してなる従来の技術に係る金属化フィル
ムコンデンサ３０を得ることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の技術においては、メタリコン電極部において、高
温下の高周波高電圧においても電気的な接続信頼性に問
題点を有していた。

【０００７】その第１としては、前記メタリコン層２２
及び２３の形成に亜鉛メタリコンを用いた場合には、周
囲の大気中水分と反応して、亜鉛金属が溶け出す恐れが
あり、前記誘電体であるプラスチックフィルム１の表面
に形成した蒸着金属薄膜との接続不具合が生じ、誘電正
接（tanδ％）の上昇、さらには断線故障を起す等の問
題をもつため、高い電気的な接続信頼性を確保すること
が困難であった（図３参照のこと。）。

【０００８】その第２としては、前記メタリコン層２２
及び２３の形成において、鉛メタリコンを用いると、蒸
着金属である亜鉛１７に対して高い接続性が得られな
く、また正常な誘電正接特性も得られなく、さらに急速
充放電に極めて弱いという欠点を有していた（図５参照
のこと。）。

【０００９】本発明の目的は、上述の欠点を改良し、耐
熱性，耐湿性及び高い電気的な接続信頼性を実現できる
金属化フィルムコンデンサ１５を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、プラスチックフィルム（例えばＰＥ
Ｔ）の表面に亜鉛２またはアルミニウム蒸着してなる内
部電極１２を形成し得た金属化プラスチックフィルム
（例えばＭＰＥＴ）を用い、この金属化プラスチックフ
ィルムを複数重ね合せ、巻回した後にシール用フィルム
３（ＰＥＴ）を重ね巻回して素子４とし、この素子４の
端面５及び６に外部電極である第１メタリコン層７及び
８の材料の組成が、Ｓｎを８０％以上，Ｃｕを４〜６％
範囲，Ｓｂを２〜４％範囲，Ｓｉを３％以上含むからな
る材料で構成された前記第１メタリコン層７及び８を設
け得、この上に第２メタリコン層９及び１０を形成する
ことによって、高温下で高周波特性においても電気的な
接続信頼性に優れ、さらに安全性の高い金属化フィルム
コンデンサ１５を実現しようとするものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の外部電極を電気溶射吹付
け法により形成した第１メタリコン層７及び８の材料
は、Ｓｎ８０％以上，Ｃｕ４〜６％，Ｓｂ２〜４％，Ｓ
ｉを３％以上からなる物質にて構成され、この構成材料
は、Ｚｎ，Ｐｄ金属合金を含有しなく、この材料融点
は、２３３〜３４８℃程であり、前記プラスチックフィ
ルム１のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の融点
は、約２６３℃程である。

【００１２】また、前記第１メタリコン層７及び８の上
に電気溶射吹付け法により形成した第２メタリコン層９
及び１０の材料は、Ｃｕ８９％以上，Ｓｎ６〜７．０
％，Ｐ０．０４〜０．０９％，Ｓｉ３％以上からなる物
質にて構成され、この構成材料には、Ｚｎ，Ｐｄ金属合
金を含有しないものである。

【００１３】従って、上述の第１メタリコン層７及び８
と第２メタリコン層９及び１０をコンデンサ素子１１の
端面５及び６に外部電極として構成することにより、耐
湿性及び電気的な特性劣化を防止することを実現しよう
とするものである。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を示す、図１，図２，
図３，図４及び図５等に基づいて具体的に説明する。

【００１５】（実施例１）まず、図１に示すように、厚
み１０μｍ以下程のプラスチックフィルム１（例えばＰ
ＥＴ）に亜鉛２またはアルミニウム金属を蒸着して金属
薄膜を形成しこれを内部電極１２とした金属化プラスチ
ックフィルム（例えばＭＰＥＴ）を用い、この金属化プ
ラスチックフィルムを複数互いにずらし自動巻取機（日
立エーアイシー（株）製商品名ＡＷ型）により巻回後、
これにシール用フィルム（例えばＰＥＴ）３を挿入巻回
して素子４を形成後、この素子４の端面５及び６に電気
溶射吹付け法で第１メタリコン層７及び８を形成し、こ
の第１メタリコン層７及び８の上に電気溶射吹付け法に
より第２メタリコン層９及び１０を形成してコンデンサ
素子１１を得る。

【００１６】また、前記素子４の端面５及び６にＳｎ８
０％以上，Ｃｕ４〜６％，Ｓｂ２〜４％，Ｓｉ３％以上
からなる材料、直径１．２mmの線を用い電気マーク溶射
方法によって、素子４の端面５及び６に第１メタリコン
層７及び８を形成する。

【００１７】さらに、電気アーク溶射条件としては、印
加電圧２０〜４０Ｖ．Ｄ．Ｃ，吹付空気圧力４〜６kg／
平方センチメートル，流量１．５〜１．７立方メートル
／分，線の送り４０〜６０mm／秒，溶射距離１５０〜２
５０mm，溶射速度４５〜５５mm／秒とする。

【００１８】次いで前記第１メタリコン層７及び８の上
に直径１．６mmでメタリコン材料，Ｃｕ８０％以上，Ｓ
ｂ６〜７．０％，Ｐ０．０４〜０．９％，Ｓｉ３％以上
からなる材料を用い、第２メタリコン層９及び１０を形
成する。またこの電気アーク溶射条件としては、前記第
１メタリコン層７及び８形成と同一条件であり、線径は
１．６mmを用いる。

【００１９】次いで、前記コンデンサ素子１１のメタリ
コン突起部を除去し、電圧処理を施した後ワックス（例
えばＭＣ．ＭＡＸ）を用い真空加圧含浸した後に、機械
的に余剰なワックスを除去しコンデンサ素子１１含浸品
が形成される。

【００２０】次いで、前記コンデンサ素子１１含浸品の
第２メタリコン層９及び１０の面上を機械的に平滑に仕
上する。

【００２１】次いで、前記コンデンサ素子１１含浸品の
第２メタリコン層９及び１０の上に引出し線１３Ａ及び
１３Ｂを所定位置に仮設して、熱量２００〜３００℃範
囲で、はんだ付け１２Ａ及び１２Ｂを施し、しかる後に
外包材料（アルミ，ブリキ，プラスチックケース）にお
いて被覆格納して本発明の金属化フィルムコンデンサ１
５が得られるものである。

【００２２】次いで、図３に示すように、従来品３０と
本発明品１５の周波数特性に対する誘電正接（％）を示
すもので、特に周波数１ＫＨｚにおいて、顕著に有意差
が比較でき約０．１％程改良された本発明の金属化フィ
ルムコンデンサ１５を得られるものである。

【００２３】次いで、図４に示すように、コンデンサ素
子１１の第２メタリコン層９及び１０上に引出し線１３
Ａ及び１３Ｂを仮設して、はんだ付け１２Ａ及び１２Ｂ
を施す際にこの熱量が第２メタリコン層９及び１０，第
１メタリコン層７及び８へ伝導に対する誘電正接（％）
を示すもので、本発明品１５においては、初期値が温度
２７０℃に変化しても殆ど上昇しなく、従来品３０は、
メタリコン層２２及び２３が発熱し、約０．６％以上に
上昇し暴走状態になり断線に到るものである。

【００２４】次いで、図５に示すように、本発明品１５
と従来品３０の充放電回数に対する誘電正接（％）を示
すもので、特に充放電回数３０回程に到ると従来品３０
においては、約０．５％以上に上昇しその後の充放電回
数にあって、メタリコン層２２及び２３にクラックが生
じ、断線故障に到るものであり、これに比較し、本発明
品１５にあっては、約２００回数になっても初期値０．
４％と殆ど変化なく一定値を示すものである。

【００２５】

【発明の効果】（１）本発明の金属化フィルムコンデン
サ１５によれば、コンデンサ素子１１を構成する第１メ
タリコン層７及び８、第２メタリコン層９及び１０の材
料組成を改良したことによって周波数特性の１ＫＨｚに
て従来例よりも約０．１％誘電正接が向上し、また高温
下２００〜２７０℃にても誘電正接０．４％の初期値と
殆ど同一に改良され、さらに、充放電回数０〜２００回
数においても初期値（０．４％）と殆ど同一な誘電正接
（％）が得られ、産業上寄与する効果は極めて大きいも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のコンデンサ素子を示す断面
図。

【図２】従来の技術に係る従来例のコンデンサ素子を示
す断面図。

【図３】周波数に対する誘電正接（％）を示す図。

【図４】はんだ付け温度に対する誘電正接（％）を示す
図。

【図５】充放電回数（回）に対する誘電正接（％）を示
す図。

【符号の説明】

１…プラスチックフィルム ２…亜鉛（Ｚｎ）またはア
ルミニウム ３…シール用フィルム（ＰＥＴ） ４…素子 ５，６…端
面 ７，８…第１メタリコン層 ９，１０…第２メタリコン
層 １１…コンデンサ素子 １２…内部電極 １２Ａ，１２Ｂ
…はんだ付け １３Ａ，１３Ｂ…引出し線 １５…本発明の金属化フィ
ルムコンデンサ １６…プラスチックフィルム １７…亜鉛（Ｚｎ） １８…シール用フィルム（ＰＰＳ） １９…素子 ２０，
２１…端面 ２２，２３…メタリコン層 ２４…コンデンサ素子 ２５
…内部電極 ２６，２７…はんだ付け ２８，２９…引出し線 ３０…従来技術に係る金属化フィルムコンデンサ 整理番号ｐ２４６５

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5E082 AB04 BC30 EE07 EE24 EE25 EE37 FF18 FG06 FG36 FH05 FH18 GG04 HH01 HH06 HH22 HH43 HH47 JJ04 JJ05 JJ12 JJ13 JJ15 JJ22 JJ27 MM23 PP03

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラスチックフィルム（１）の表面に亜
   鉛（２）またはアルミニウム蒸着してなる内部電極（１
   ２）を形成し得た金属化プラスチックフィルムを用い、
   この金属化プラスチックフィルムを複数重ね合せ、巻回
   した後にシール用フィルム（３）を重ね巻回して素子
   （４）とし、この素子（４）の端面（５）及び（６）に
   外部電極である第１メタリコン層（７）及び（８）の材
   料の組成が、Ｓｎ８０％以上，Ｃｕを４〜６％範囲，Ｓ
   ｂを２〜４％範囲，Ｓｉを３％以上含むからなる材料で
   構成された前記第１メタリコン層（７）及び（８）を設
   け得、この上に第２メタリコン層（９）及び（１０）を
   形成することを特徴とする、本発明の金属化フィルムコ
   ンデンサ（１５）。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記第２メタリコン
   層（９）及び（１０）の材料の組成が、Ｓｂを６．０〜
   ７．０％範囲，Ｓｉを３％以上，Ｐを０．０４〜０．０
   ９％範囲，Ｃｕを８０．０％以上含む第２メタリコン層
   （９）及び（１０）を設けることを特徴とする、本発明
   の金属化フィルムコンデンサ（１５）。