JPH09199371A - 金属化フィルムコンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子部品において、本発明は高温寿命試験に
おいても容量減少が増大しにくく、且つ安定した良好な
保安動作を有したより小型の保安機能付コンデンサを提
供する。 【解決手段】 誘電体２の片面又は両面に金属蒸着電極
３を形成しその電極部の長手方向及び幅方向に複数個の
分割電極１が形成され、その分割電極はＰマージン４で
区切られ、ある一部もしくは複数箇所にヒューズ機能を
有するマージンヒューズ５が設けてあり、このフィルム
を巻回又は積層した場合マージンヒューズ５が一層上又
は下の対向電極のＰマージン６と重なること。また片側
のＰマージン部とその裏側のＰマージン部分とが重なる
ことまたは縦マージン９とその裏面のマージンヒューズ
５及びＰマージン４が重なる構造により、従来の保安機
能付フィルムコンデンサに比べより高温寿命試験におい
ても容量減少が増大しにくく、且つ安定した良好な保安
動作を有する性能が得られる。

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
ンデンサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の保安機能を有するコンデンサは、
電流ヒューズや温度ヒューズを内蔵し、異常時にそれら
が作動することにより、コンデンサの発煙、発火、破壊
を防ぐものである。近年、フィルムコンデンサ自体でそ
の機能を有する物が増えてきている。その構造の主なも
のは、図３に示す様に対向電極を横マージンでいくつか
の分割電極に区切り、異常時には欠陥の有る分割電極の
コンタクト部分の蒸着金属が飛散することにより、電気
的に絶縁される。その結果ショート又は発火発煙を起こ
さない。また一部には図４に示す様に金属蒸着電極の全
電極を複数個の独立した容量形成部に分割し、各々の容
量形成部はいくつかの限定された蒸着部分（以下マージ
ンヒューズと称す）のみで他電極と導通をとるＴマージ
ンを使ったタイプの物がある。このコンデンサの場合、
対向電極の欠陥部が破壊した時、この容量形成部に流れ
込む電流によりいくつかの限定された蒸着部分が電気的
に切断され、この破壊部分が電気的に分離される為、シ
ョート又は破裂、発火にならない。更に高安全性を実現
させる為に、図５に示す様に対向電極部に独立した容量
形成部といくつかの限定された蒸着部分（以下セルと称
す）を対向電極内に複数個形成したタイプの物が出てき
ている。セルを多く形成すると、マージンヒューズを多
く配置できる為、ヒューズ感度が向上し、より大きな電
気的外的ストレスに対して破裂、発火、又はショート状
態にならない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】コンデンサにＡＣ電圧
を印加した場合、コロナ放電が約２００Ｖ以上で発生す
るが図５のタイプのものは対向電極内に多くの電極エッ
ジが存在する為、電極フィルムの層間に空気層が介在す
ると、電極エッジを起点としてその層間で放電を起こ
す。電極がアルミニウム（Ａｌ）の場合、放電によりア
ルミニウムが酸化され、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）
になる。酸化アルミニウムは絶縁体なので電極が減少し
容量低下を引き起こす。このコロナ放電は対向電極のエ
ッジから発生しやすく、そこが酸化されるとその隣へと
コロナ放電が移動し酸化アルミニウムの面積は拡大す
る。この現象はマージンヒューズの部分にも発生する為
マージンヒューズが酸化アルミニウムになり導通がなく
なる。その時セルの部分の導通がとれなくなり容量が一
度に減少する為容量変化が大きくなる。また、マージン
ヒューズの面積とそれを切断するに要する電流値には比
例関係がある。マージンヒューズの面積が少なくなると
それを切断するに要する電流値は小さくなる。その為コ
ロナ放電によりマージンヒューズの面積が減少すると、
僅かなセルフヒーリングによる突入電流でもマージンヒ
ューズが切断され容量低下する為、使用上問題が発生す
る。しかも、マージンヒューズの長さが少なくなると、
ヒューズ部分は高抵抗になるため損失が大きくなる。そ
うするとコンデンサにＡＣ電圧を印加した場合、流れる
電流による自己発熱量が増大し発煙発火に至る可能性が
ある。発煙発火に至るまでに欠陥部の破壊により保安機
構が働き容量低下が起きる。この課題を解決するための
手段としてはコロナ開始電圧を向上させるために、コン
デンサにシリコンオイルやワックスを含浸しフィルム層
間の空隙を含浸剤で置換しコロナを発生させにくくする
方法。又別の方法としては、コンデンサの構造を内部直
列構造にする事により電極層間にかかる電圧をコロナ開
始電圧以下に押さえる方法がある。しかし、これらは製
造工程、形状においてコストアップになり、更に含浸に
ついてはオイル漏れを起こす可能性がある。また対向電
極内にセルを多く形成するとマージンも増えるため、形
状は大きくなる。そしてコロナ放電の発生箇所も増し、
コロナ開始電圧は低下する。本発明はマージンヒューズ
部分においてコロナ放電が起こらない構造であるため、
高温寿命試験においても容量減少が増大しにくく、且つ
安定した良好な保安動作を有したより小型の保安機能付
コンデンサを提供しようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、誘電体フィル
ムの片面又は両面に金属蒸着電極を形成しその電極部の
長手方向及び幅方向に複数個の分割電極が形成され、そ
の分割電極はＰマージンで区切られ、ある一部もしくは
複数箇所にヒューズ機能を有するマージンヒューズが設
けてあり、マージンヒューズがこのフィルムを巻回又は
積層した場合一層上又は下の対向電極のＰマージン部分
と重なること。また片側のＰマージン部とその裏側のＰ
マージン部分とが重なることを特徴とする金属化フィル
ムコンデンサである。この本発明によれば、高温寿命試
験においても容量現象が増大しにくく、且つ安定した良
好な保安動作を有したより小型の保安機能付コンデンサ
が得られる。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、誘電体フィルムの片面に金属蒸着電極を形成しその
電極部の長手方向及び幅方向に複数個の分割電極が形成
され、その分割電極はＰマージンで区切られており、こ
のフィルムを巻回または積層した場合、このマージンヒ
ューズが一層上及び下の対向電極のＰマージン部分と重
なることを特徴とする金属化フィルムコンデンサであ
り、高温寿命試験においてコロナ放電での蒸着電極の消
失による大幅な容量低下が無く、且つ安定した保安動作
性を有する。

【０００６】請求項２に記載の発明は、誘電体フィルム
の両面に金属蒸着電極を形成するとともにその両面の長
手方向及び幅方向に複数個の分割電極が形成され、その
分割電極はＰマージンで区切られ、そのマージンヒュー
ズが裏側のＰマージン部分と重なる。またはこのフィル
ムを巻回又は積層した場合マージンヒューズが一層上及
び下の対向電極のＰマージン部分と重なることを特徴と
する金属化フィルムコンデンサであり、高温寿命試験に
おいてコロナ放電での蒸着電極の消失による大幅な容量
低下が無く、且つ安定した保安動作性を有する。

【０００７】請求項３に記載の発明は、請求項１または
請求項２のフィルムを用いて巻回又は積層した場合Ｐマ
ージンが一層上及び下の対向電極のヒューズマージン部
分と重なることでコンデンサが小型化できることを特徴
とする金属化フィルムコンデンサで、より小形の形状を
有する。請求項４に記載の発明は、請求項１または請求
項２のフィルムを用いて巻回又は積層した場合フィルム
幅方向の端の縦マージンとその裏側のマージンヒューズ
及びＰマージンが重なることでコンデンサが小型化でき
ることを特徴とする金属化フィルムコンデンサで、より
小形の形状でなお且つ安定した保安動作性を有する。

【０００８】以下、本発明の実施の形態について、図１
を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の金属化フィルムコンデ
ンサの構成を示し、図１において分割電極１は、アルミ
ニウムもしくは亜鉛等で蒸着される対向電極である。誘
電体２は、ポリエチレンナフタレート等の誘電体。マー
ジンヒューズ５は、分割電極１に欠陥が生じた時、マー
ジンヒューズ５を通って流れ込む電流により、この蒸着
金属が飛散する為、欠陥部を電気的に分離するヒューズ
の作用を行うもので、蒸着したアルミニウムもしくは亜
鉛等で構成される。Ｐマージン４は、非電極部であり、
対向電極部を小さな分割電極に分ける作用を持ち、蒸着
中同時形成もしくは蒸着後形成させる。縦マージン９は
メタリコン１０と分割電極１の絶縁を確保する為と同時
に、一層上及び下もしくは両面蒸着の場合裏側のマージ
ンヒューズ５に電圧が負荷されない作用を行うもので蒸
着中同時形成もしくは蒸着後形成させる。なお、Ｐマー
ジンや分割電極の説明に当たって四角形なパターンで、
分割電極がフィルム幅方向に２個形成されたパターンで
説明したが、本発明はこれらのパターンに限定されるも
のではなく、３個以上でも同様の効果が得られる。

【０００９】

【実施例】以下に本発明の実施例を示す。 （実施例１）アルミニウムを蒸着した膜厚５．０μｍの
金属化ポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと称
す）フィルムを用いて、Ｐマージン幅を０．５ｍｍ、マ
ージンヒューズの長さを０．３ｍｍで対向電極に形成し
た片面蒸着フィルムを巻回し、フィルムコンデンサを得
た。従来例１のＰＥＴ５μｍアルミ片面蒸着フィルムで
対向電極を横マージンでいくつかの分割電極に区切った
図３に示すフィルムを巻回して得られるコンデンサと、
従来例２のＰＥＴ５μｍアルミ片面蒸着フィルムで電流
パス部が対向電極上にある図５のフィルムを巻回して得
られるフィルムコンデンサと実施例１で７０℃ ＤＣ２
７５Ｖ印加の高温負荷試験を行った。その結果、図６に
示される様に実施例１と従来例１、従来例２を比べる
と、７０℃高温負荷試験において実施例１が大幅に向上
した。

【００１０】（実施例２）アルミニウムを蒸着した膜厚
５．０μｍの両面金属化ＰＥＴフィルムを用いて、Ｐマ
ージン幅を０．５ｍｍ、ヒューズの長さを０．３ｍｍで
対向電極に形成した両面蒸着フィルムを巻回しフィルム
コンデンサを得た。実施例２で７０℃ ＡＣ２７５Ｖ印
加の高温負荷試験を行った。その試験結果を図６に示
す。また、実施例２の１０μＦの素子体積比を表１に、
実施例２と従来例２のコロナ開始電圧を表２に示す。

【００１１】その結果、図６に示される様に実施例２と
従来例２を比べると、７０℃高温負荷試験およびコロナ
開始電圧において実施例２が大幅に向上した。

【００１２】

【表１】

【００１３】

【表２】

【００１４】なお、実施例の説明に当たって具体的な寸
法、及びパターンにより説明したが、本発明はこれらの
寸法またはパターンに限定されるものではない。

【００１５】

【発明の効果】本発明の金属化フィルムコンデンサはマ
ージンヒューズが一層上及び下の対向電極のＰマージン
部分または裏側のＰマージンや縦マージンと重なる構造
により、コロナ放電による容量低下が起こりにくく安定
した保安動作性を有し、なおかつ小型化低コスト化でき
るという有利な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金属化フィルムコンデンサの構成斜視
図

【図２】本発明の金属化フィルムコンデンサの表裏パタ
ーン図

【図３】従来の従来例１の巻回形フィルムコンデンサの
構成図

【図４】従来の巻回形フィルムコンデンサの構成図

【図５】従来の従来例２の巻回形フィルムコンデンサの
構成図

【図６】本発明の実施例１、実施例２、従来例１、従来
例２の７０℃高温負荷試験の静電容量変化特性図

【符号の説明】

１ 分割電極 ２ 誘電体 ３ 金属蒸着電極 ４ Ｐマージン ５ マージンヒューズ ６ 裏側のＰマージン ７ 合わせフィルム ８ 裏側のＰマージン ９ 縦マージン １０ メタリコン １１ 分割電極 １２ 横マージン １３ 蒸着ヒューズ １４ モザイクマージン １５ 蒸着ヒューズ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体フィルムの片面に金属蒸着電極を
   形成しその電極部の長手方向及び幅方向に複数個の分割
   電極が形成され、その分割電極は非電極のマージンで区
   切るとともに、そのマージンの部分にヒューズ機能を有
   するマージンヒューズを設け、かつこのマージンヒュー
   ズが一層上及び下の対向電極のマージンヒューズ部分と
   重なるようにしたことを特徴とする金属化フィルムコン
   デンサ。
2. 【請求項２】 誘電体フィルムの両面に金属蒸着電極を
   形成するとともにその両面の長手方向及び幅方向に複数
   個の分割電極が形成され、その分割電極はマージンの部
   分に設けたヒューズ機能を有するマージンヒューズで区
   切るとともに、そのマージンヒューズが裏側のマージン
   ヒューズ部分と重なるか、またはそのマージンヒューズ
   が一層上及び下の対向電極のマージンヒューズ部分と重
   なるようにしたことを特徴とする金属化フィルムコンデ
   ンサ。
3. 【請求項３】 フィルムを用いて巻回又は積層した場
   合、Ｐマージンが一層上及び下の対向電極のヒューズマ
   ージン部分と重なることを特徴とする請求項１または２
   記載の金属化フィルムコンデンサ。
4. 【請求項４】 フィルムを用いて巻回又は積層した場
   合、フィルム幅方向の端の縦マージンとその裏側のマー
   ジンヒューズ及びＰマージンが重なることを特徴とする
   請求項１または２記載の金属化フィルムコンデンサ。