JPH10326720A - 金属化フイルムコンデンサと金属化フイルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンデンサのｔａｎδを低くし自己発熱を押
さえ安全性を向上させる金属化フィルムコンデンサと金
属化フィルムの製造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 蒸着フィルム１ａの主電極部８に蒸着膜
の厚みがフィルムの巻回または長手方向に周期的に厚み
が大きい波高部分を設けた蒸着フィルム１ａを用い、こ
の蒸着フィルム１ａを巻回または積層した金属化フィル
ムコンデンサ。また、主電極部に周期的に蒸着膜の厚み
が大きい波高部分９を形成するため、小孔１７を周期的
に設けた透過ローラ１６内に蒸着源の炉１４を配置し、
蒸着時に透過ローラを回転することにより、蒸着膜の波
高部分を形成する金属化フィルムの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属化フイルムを
用いたコンデンサの特性の中でも、耐熱性、高耐圧化、
軽量化に寄与する生産性の高い金属化フイルムコンデン
サと金属化フイルムの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近のコンデンサは、そのコンデンサを
搭載する機器内の高密度化が進み、コンデンサの熱の影
響を多く受けるようになるために、自己発熱もできるだ
け少ないものが要求されている。一方金属化フイルムコ
ンデンサとしては、小形で機器の収納性の良いものが求
められているために、フイルムの薄いものを厚み当たり
の電圧を高くして使用する方法（電位傾度の向上）が種
々提案されている。例えば、電位傾度を向上するには、
金属化フイルムの耐電圧を高くすることが必要であり、
そのためには、対向する部分の金属化フイルムの蒸着部
の蒸着厚みを薄くすることにより、フイルムで絶縁破壊
したときのセルフヒーリング発生時のエネルギーを少な
くし、持続的な短絡故障に至らないようにして、耐電圧
を向上させていた（特許第１６６７３８２号参照）。

【０００３】以下、図９にて従来の金属化フイルムコン
デンサの構成と効果について説明する。対向する蒸着フ
イルム１の蒸着膜は亜鉛または亜鉛アルミニュウムの合
金を蒸着し、その膜厚みは一般的に抵抗値で規定されて
おり、対向する主電極部８ａは、７〜１０Ω／□で、メ
タリコン２との結合部８ｂは、２〜６Ω／□にしてい
る。このため、金属化フイルム１の蒸着厚みが２〜６Ω
／□のフラット蒸着品に比較して、対向する主電極部１
ａでの破壊時のエネルギーは、蒸着金属の溶解する量が
膜厚分だけ少なくなり、自己回復性が容易になり、継続
的な絶縁破壊に至らない。そのために蒸着フイルムの電
位傾度の向上が図れ、同じ電圧のコンデンサでも、薄い
フイルムの蒸着フイルムで特性が確保できる。また同様
に抵抗値を７〜２０Ω／□にすると、メタリコン２と蒸
着フイルム１との接触部の抵抗が増し、その部分で発熱
し、大きな電流が流れ続けるとコンデンサの不具合が発
生する要因になる。そのために上記に示すような、蒸着
膜を段付形状に蒸着するものである。図１０は従来の金
属化フイルムの製造方法を示す。フイルム１２がクーリ
ングスキャン（冷却ローラ）１３上にて蒸着源の炉１４
からの金属蒸着により蒸着フイルム（金属化フイルム）
１ができあがる製造方法であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
金属化フイルムコンデンサの構成では、対向する主電極
部８ａの蒸着膜を薄くするために蒸着フイルムの蒸着金
属を流れる電流により発熱が大きくなり、コンデンサ自
体の発熱が大きくなった。このため、静電容量の大きな
ものは、使用機器の周囲温度の低いところでしか使用さ
れなかった。つまり、コンデンサに流れる電流が蒸着膜
を流れる時に、蒸着膜が薄いため抵抗値が高く、ジュー
ル熱が発生し、コンデンサ自体の自己発熱が大きくなっ
ていた。フイルムは温度が高くなると耐電圧特性が低下
するためにコンデンサ自体の耐電圧が低下し、破壊につ
ながるものもあった。また最近は、金属化フイルムにヒ
ューズを設けた自己保安機構付金属化フイルムコンデン
サもあり、ヒューズ部の発熱も加わり、増々、コンデン
サ内部の発熱が大きくなる傾向にあり、耐電圧や安全性
を高める方向と、発熱を押さえる方向が相反する傾向に
ある。

【０００５】本発明は、上記課題を解決するもので、コ
ンデンサの自己発熱を押さえながら耐電圧特性と安全性
の高い金属化フイルムコンデンサを提供することを目的
とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の金属化フイルムコンデンサは、蒸着フイル
ムが対向する主電極部の蒸着膜の厚みをフイルムの巻回
または長手方向に周期的に厚い波高部分を設けた蒸着フ
イルムを用いたものである。また、本発明の金属化フイ
ルムの製造方法は、蒸着膜に周期的な波高部分を形成す
るために、円周曲面に小孔を周期的に配設した円筒状の
透過ローラ内に蒸着源の炉を配設し、フイルムの金属蒸
着時に、透過ローラを回転させ、蒸着膜に波高部分を形
成することを特徴とするものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の金属化フイルムコンデン
サは蒸着フイルムが対向する主電極部の蒸着膜の厚みが
厚い波高部分をフイルムの巻回または長手方向に周期的
に形成した蒸着フイルムを用いたもので、対向する主電
極部の蒸着膜の厚みが厚い波高部分により、電流の流れ
を良くして、コンデンサ内部の発熱を抑制する作用を有
する。

【０００８】また、本発明の金属化フイルムの製造方法
は、主電極部の蒸着膜に波高部分を周期的に形成するた
め、周期的パターンの小孔を円周曲面に配設した円筒状
の透過ローラ内に蒸着源の炉を配置し、フイルムの蒸着
時に、前記透過ローラを回転をしながら、蒸着膜に波高
部分を周期的に蒸着することを特徴とするものであり、
フイルムの長手方向に蒸着膜の膜厚を周期的に変化させ
る作用を有するものである。

【０００９】以下、本発明の実施の形態につき図１
（ａ）（ｂ）ないし図８に沿って説明する。

【００１０】（実施の形態１）図１（ａ）（ｂ）に本発
明の実施の形態１を示す。６μｍの厚みのポリプロピレ
ンフイルム６の片面に亜鉛を蒸着する。その蒸着金属の
厚みはメタリコンに接するメタリコン接触部７は、２〜
６Ω／□にし、各電極の対向する主電極部８は、７〜２
０Ω／□するが、フイルムの長手方向には、３０ｍｍ間
隔に蒸着膜の厚い２〜６Ω／□の波高部分９を設けた蒸
着フイルム１ａを巻回し６０μＦ素子をつくる。その
後、図２のように電極引き出し用のメタリコン２を施
し、図３のように、熱処理したコンデンサ素子に端子３
を付けて、樹脂ケース４に収納した後、エポキシ樹脂５
を注型硬化し、金属化フイルムコンデンサを完成させ
る。

【００１１】コンデンサの自己発熱は、損失特性のｔａ
ｎδの値と比例するために、ｔａｎδ値で評価すれば発
熱の程度がわかる。つまり同じフイルム材料で図９に示
す従来の段付蒸着品と比較すると、従来品のｔａｎδが
０．０６％に対して、本発明品のｔａｎδが０．０３％
と低い値になる。さらにこのコンデンサのエレメント中
央部の自己発熱を比較すると、４００ｖ印加で、常温で
の発熱が従来品で１５ｄｅｇに対して、本発明は、７ｄ
ｅｇ低い値であった。このことは、周期的に膜厚を厚く
して、電流の流れを良くした効果が現れている。なお、
コンデンサの破壊電圧は図１０に示すように、１０ｖａ
ｃ／ｓｅｃの昇圧破壊試験で比較しても、従来とほぼ同
等の平均で１４００ｖａｃであり、耐電圧を落とさず
に、自己発熱を押さえることが本実施の形態１で可能に
なった。

【００１２】（実施の形態２）次に、図４に示すよう
に、蒸着フイルム１ｂにおいて、対向する主電極部でフ
イルムの巻回または長手方向に周期的に蒸着厚みの厚い
波高部分９が重ならないように蒸着した蒸着フイルムを
用い、これを巻回または積層して実施の形態１と同じ仕
様のコンデンサを作り実施の形態１と同じ試験をして、
破壊電圧を求めると、破壊電圧のばらつきが図１０に示
すように、ばらつきが更に少なくなり、かつ対向する主
電極部でより蒸着厚みの厚い波高部分が重なる蒸着フイ
ルムを用いた金属化フイルムコンデンサに対して、より
安定な破壊レベルを持つ金属化フイルムコンデンサにな
った。蒸着膜の厚みの厚い波高部分同士が電極として相
対すると、その部分で微少破壊すると自己回復時のエネ
ルギーが大きくその際フイルムにおおきなダメージを与
えるために、コンデンサ自体の耐電圧も低下するが、少
なくても、一方の蒸着膜の厚みが薄ければ、自己回復が
容易になり、耐電圧の低下も招くことない。

【００１３】（実施の形態３）図５は、自己保安機構付
金属化フイルムコンデンサに本発明の蒸着フイルム１ｃ
を用いたコンデンサを示す。実施の形態１の仕様と同じ
仕様のコンデンサを作り、従来の自己保安機能付フイル
ムを使用したコンデンサと比較すると、ｔａｎδの値が
従来品が０．０７％に対して本発明品は０．０４％にな
り、周期的に蒸着膜厚の厚い波高部分９の効果が現れて
いる。

【００１４】（実施の形態４）次に、本発明の金属化フ
イルムの製造方法として、巻回または長手方向に周期的
に抵抗値の変化を付ける方法について図７に沿って説明
する。図７に示すように、本発明の方法は蒸着源の炉１
４からの蒸発金属は蒸着源の炉１４の周りを回転する透
過ローラ１６を蒸着金属が透過するようにしてフイルム
１２に蒸着する。この透過ローラ１６は、図８に示すよ
うに、さらに小孔１７が周期的に円周曲面に配設されて
いる。そして、蒸着フイルム１ａの膜厚を厚くする波高
部分９は、フイルム１２の蒸着時に、透過ローラ１６が
回転することにより周期的に蒸着されるものである。な
お、蒸着中に小孔１７が目詰まりしないように、蒸着前
の工程部分で、透過ローラ１６の内部をオイルの蒸気が
当たるようにするオイルタンク１８を設置している。こ
れにより、透過ローラ１６の内側にオイルが付着するの
を防止し、蒸着金属が透過ローラ１６に付着せず、連続
的な蒸着が可能になる。

【００１５】

【発明の効果】以上のように本発明の金属化フイルムコ
ンデンサは、蒸着フイルムの主電極の蒸着膜厚が周期的
に厚い波高部分を形成した金属化フイルムを用いたもの
で、電流の流れを良くして、自己発熱を押さえコンデン
サ特性を向上させることができるものである。また、本
発明の金属化フイルムの製造方法は、周期的に蒸着膜の
厚みを厚くした波高部分を主電極部に連続蒸着すること
が可能になるため、耐電圧特性が良く、安全性が高く、
小形の金属化コンデンサの蒸着フイルムの提供ができる
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の実施の形態１に用いる片面蒸着
フイルムの略平面図 （ｂ）同片面蒸着フイルムの略断面図

【図２】同実施の形態１に用いたコンデンサ素子の分解
斜視図

【図３】同実施の形態１の金属化フイルムコンデンサの
断面図

【図４】同実施の形態２に用いたコンデンサ素子の分解
斜視図

【図５】同実施の形態３に用いたコンデンサ素子の分解
斜視図

【図６】本発明の金属化フイルムの製造方法の実施の形
態を示す概略工程図

【図７】同実施の形態の透過ローラの拡大斜視図

【図８】破壊電圧を示す比較特性図

【図９】従来例で用いたコンデンサ素子の分解斜視図

【図１０】従来の金属化フイルムの製造方法を示す概略
工程図

【符号の説明】

１ａ、１ｂ、１ｃ 蒸着フイルム ７ メタリコン接触部 ８ 主電極部 ９ 波高部分 １４ 蒸着源の炉 １６ 透過ローラ １７ 小孔 １８ オイルタンク

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蒸着フイルムの主電極部の蒸着膜の厚み
   がフイルムの巻回または長手方向に周期的に厚い波高部
   分を設けた蒸着フイルムを用い、この蒸着フイルムを巻
   回または積層した金属化フイルムコンデンサ。
2. 【請求項２】 蒸着フイルムの両面には、蒸着膜の厚い
   波高部分が互いに重ならないように配置した両面蒸着フ
   イルムを用いた請求項１記載の金属化フイルムコンデン
   サ。
3. 【請求項３】 蒸着フイルムの蒸着金属として、亜鉛ま
   たは亜鉛アルミニウムの合金を用い、メタリコン接触部
   の蒸着膜抵抗値を低くしたヘビーエッチ部を有する蒸着
   フイルムを用いた請求項１記載の金属化フイルムコンデ
   ンサ。
4. 【請求項４】 蒸着フイルムの主電極部が非蒸着部によ
   り複数個のコンデンサに分割し、メタリコン部またはメ
   タリコン部近傍の蒸着膜で結合してなる自己保安機構を
   有する蒸着フイルムに、波高部分を蒸着膜に周期的に設
   けた請求項１記載の金属化フイルムコンデンサ。
5. 【請求項５】 所望の蒸着厚みの波高部分を周期的に蒸
   着膜に形成するため、周期的パターンの小孔を円周曲面
   に有する円筒状の透過ローラ内に金属蒸着源の炉を配置
   し、フイルムの蒸着時に、前記円筒状の透過ローラを回
   転をしながら、蒸着膜の厚みを周期的に変えることによ
   り、波高部分を蒸着することを特徴とする金属化フイル
   ムの製造方法。
6. 【請求項６】 円筒状の透過ローラ内に、オイルの蒸気
   を当てるオイルタンクを設けた請求項５記載の金属化フ
   イルムの製造方法。