JPS6328021A - 金属化フイルムコンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は誘電体フィルムの表面に金属電極を蒸着などに
よシ形成した金属化フィルムを巻回若しくは積層し、こ
の両端に外部電離接続用メタリコンを施こして成る金属
化フィルムコンデンサに関するものである。

従来の技術 金属化フィルムコンデンサは一般に、第９図ａ。

ｂに示すようにポリプロピレンフィルム、ポリエステル
、ポリカーボネートフィルムなどの誘電体フィルム１１
の片面または両面に、蒸着法、スパッタリング法などＫ
よりアルミニウム、亜鉛等の金属の電極１２を前記誘電
体フィルム１１の幅方向の端部に０−５ＷＪＬ〜５鵡程
度の絶縁溝部（通常、マージン部と呼ばれており、以下
マージン部という）１３を設けて形成することにより金
属化フィルム１４を得ている。そして、このような金属
化フィルム１４を巻回若しくは積層してコンデンサ素子
を形成し、この素子の両端面にＺｎ、Ｓｎ。

Ｃｕ　、Ｐｂなどの金属材料を溶射して外部接続電極（
メタリコン）を形成し、その電極にリード線、端子等を
溶接等により接続し、これに外装を施こしてコンデンサ
としている。

ところで、近年機器の小型軽量化、高密度実装化に伴な
い部品への小型化の要望が高まっておシ、フィルムコン
デンサに対しても、この小型化の要望が強い。

金属化フィルムコンデンサにおいて、この小型化を行な
う為、外装厚の低減や、コンデンサ電位傾度向上の為に
オイル、ワックス等の含浸を行なう等の方法が行なわれ
て来た。

しかし外装厚の低減も、コンデンサ素子の小型化が達成
されなければ限界があシ、又含浸を施こしても誘電体フ
ィルムの耐圧を向上させる事が出来ない為、大幅な小型
化は実現されなかった。

一方これに対し、金属化フィルムコンデンサの特徴であ
る自己回復性を向上させ、電位傾度を向上させる手段と
して、金属化膜の膜厚を低減させる方法が考えられた。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、アルミニウムや亜鉛を電極膜とした場合
、金属の酸化による問題が顕著になり、特に高温高湿の
環境下にあっては、電極膜の消失による容量の低下をも
たらす結果となった。又同様に電極膜が薄くなると、電
気的なコロナ放電による電極膜飛散による容量の低下が
顕著となった。

又、外部接続電極であるメタリコンを施こす構造の金属
化フィルムコンデンサにあって電極膜を薄くして行くと
、このメタリコンの金属粒子との接触が悪くなるという
問題が発生した。

したがって、コンデンサの小型化に大きく貢献するよう
な、電極膜厚の低減による電位傾度向上は実現出来なか
った。

本発明は、上記問題点に鑑み、ｌＪ−型、低コストで電
気特性の面で高性能な金属化フィルムコンデンサを提供
するものである。

問題点を解決するための手段 この目的を達成する几めに、本発明の金属化フィルムコ
ンデンサは、フィルムの片面若しくは両面に、クロムを
添加したニッケル合金電極膜を形成し、かつこの電極膜
の外部電極接続側端部が長さ方向に連続して一定幅で段
状に厚く形成して金属化フィルムを構成するものである
。

作用 ニッケル・クロム合金は耐候性に優れた金属であシ、こ
れを電極膜とした本発明の金属化フィルムコンデンサは
、高温高湿環境下にあっても、電極膜の消失等の問題が
無く、又耐コロナ性にも優れ、コロナによる電極膜飛散
が少ない安定した特性を有する為、この電極膜を大幅に
薄くする事が出来、自己回復性を向上させ、電位傾度の
飛躍的な向上が実現される。又外部電極接続側端部を段
状に厚く形成する事でメタリコンとの接触を低下させる
事が無く、電気特性、耐候性に優れ、且つ大幅に小型化
した、低コストの金属化フィルムコンデンサを提供でき
る事となっ几。

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第１図、第２図は、本発明の一実施例における金属化フ
ィルムコンデンサの構成図を示すものである。

第１図は金属化フィルムの構成図であシ、１はポリプロ
ピレンフィルム、２はポリプロピレンフィルムの片面に
真空蒸着した成分組成比が、ニッケルａｏｗｔ％、クロ
ム２０ｗｔ％であるニッケル合金薄膜の電極であシ、対
向部２−　ａ　Ｌｖ嘆厚を１００Å、段状に厚く形成し
た電極２−１）の膜厚を４００人に、幅を２鵬としたも
のである。又３はマージン部で、２．５謡に形成した。

４は金属化フィルムである。

第２図は、この２枚の金属化フィルムを巻回して形成し
たコンデンサの構成図であり、５は金属溶射により形成
した亜鉛のメタリコン電極であり、６はメタリコン電極
５に溶接したリード線であり、７はエポキシ樹脂の外装
である。

以上のように構成された金属化フィルムコンデンサ人と
、従来のアルミニウム蒸着電極膜（３００人）を有する
金属化フィルムコンデンサＢについて、１００°Ｃでの
ｋＣ昇圧破壊試験、１００’Ｃ−７０ＶＡＣ／ｐ　　ノ
連続耐用試験、６０°Ｃ１９０〜９５％ＲＨでｓ　ｏ　
ｖｎｃ／μ　を印加した耐湿負荷試験及び常温−１０ｏ
ｖＤＣ／μ　での充放電試験を行なった。この結果を第
３図ａｚｄに示す。

この結果に示すように本発明の金属化フィルムコンデン
サは、従来構造のアルミニウム電極膜の金属化フィルム
コンデンサに比べ、自己回復性の向上により約１．６倍
の耐圧レベルが実現し、又高温での寿命試験においても
、従来構造の金属化フィルムコンデンサのような電極膜
のコロナ放電による飛散は全くなく、更に耐湿負荷試験
でも従来構造の金属化フィルムコンデンサのような電極
膜の消失や絶縁抵抗の劣化はなく安定し比特性のコンデ
ンサが得られた。一方、充放電試験においては、従来構
造の金属化フィルムコンデンサと全く同等の特性であり
、メタリコン電極との接触についても全く問題のない事
が実証され比。

本実施例においては、ニッケル合金薄漠のクロムの成分
を２０ｗｔ％とした。本来ニッケルは耐候性に優れた金
属であり、高温高湿環境下にあってもほとんど劣化を生
じず、金属化フィルムコンデンサの電僕膜とした場合で
も、湿気による劣化消失は生じない。しかし、湿気及び
酸素の透過性がある為、誘電体フィルムの劣化が生じ、
高温高湿環境下では、コンデンサとして絶縁抵抗の低下
及び耐圧の低下の問題がある。

しかし、このニッケルにクロムを添加すると、金属表面
にち密な保護膜（酸化被膜）を形成し、湿気及び酸素の
透過を防止する事が出来、これを電極膜とじん場合、誘
電体フィルムを保護する為、コンデンサ特性の低下を防
止する事が出来る。

このクロムの添加量刑に、前記同条件によるコンデンサ
の耐湿負荷試験を行なっ九時の１０００時間後の絶縁抵
抗の値を第４図に示す。

この結果に示すようにクロムの添加量がＳ　ｗｔチより
少ない場合、湿気及び酸素の透過を防ぐだけのち密な保
護膜（酸素被膜）ができず、本実施例のような結果は得
られなかった。

一方添加量を増すと共に電極膜の硬度が高まり、４ｏｗ
ｔ％より多くなると、電極膜のヒビワレが生じるように
なった。し北がってクロムの添加量は５〜４Ｑｗｔ％の
範囲が適当である。

又本実施例においては、ニッケル・クロム電極膜の厚み
を１００人としたが、この厚みが薄くなると膜が不均一
とな９、又膜抵抗値が高くなる為、コンデンサとじ之場
合、電極の役目をは友さなかったり、誘電圧接が高くな
る等の不都合が生じる。

、この電極膜厚別のコンデンサの誘電正接の値を測定し
た結果を第５図に示す。この結果より、５０人より薄く
なると、誘電圧接が急激に高くなる。

一方この電極膜厚別のコンデンサにおいて前記同条件の
昇圧破壊試験を行なった結果を第６図に示す。この結果
より電極膜厚が２００人より厚くなると、自己回復性が
急激に低下した。

又、段状に厚くした電極膜厚別のコンデンサにおいて前
記同条件の充放電試験を１００　”＝ｓ行なった時の誘
電圧接の結果を第７図に示すが、この膜厚が３００人よ
り薄くシ念場合、メタリコン電極との接触が低下し、誘
電圧接が急激に高くなる。

一方この膜厚が６００人より厚くなると、ポリプロピレ
ンフィルムが蒸着時の熱により収縮を起こした。

以上の事から、ニッケル・クロム電極膜は５０〜２００
Å、又段状に厚くした電極膜の厚みは３００〜５００人
が適当である。　　−又本実施例においては、段状に厚
く形成された電極の幅を２ｗＬとしたが、この幅別のコ
ンデンサにおいて、前記同条件の充放電試験を１００回
行なった時の誘電正接の結果を第８図に示す。この結果
より、幅が１′ｌ！Ｌより／Ｊ’ｌさくなると、メタリ
コン電極との接触が低下し、誘電正接が急激に高くなっ
た。一方この幅を大きくし、対向電極膜と対向するよう
にしたところ、この対向部における自己回復性が低下し
た。以上の事から段状に厚くした電極膜の幅は１鵡以上
で且つ対向電極と対向しない幅であることが必要である
。

尚、本発明の実施例についてはフィルムの片面に電極膜
を形成した金属化フィルムを巻回した構造のコンデンサ
について説明したが、両面て電極膜を形成した金属化フ
ィルムを使用しても、又積層構造のコンデンサであって
も同様な効果が得られる。

発明の効果 以上のように本発明は、外部電極接続用のメタリコンを
施こして成る金属化フィルムコンデンサにおいてフィル
ムの片面若しくは両面にクロムを添加したニッケル合金
電極を有し、この電極膜の外部電極接続側端部が長さ方
向に連続して一定幅で段状に厚く形成されている金属化
フィルムを用いる事により、電気特性、耐候性に優れた
高性能の金属化フィルムコンデンサが得られ、更に電位
傾度の大幅な向上により、約５０係の小型化及び約２０
チのコスト低減を実現する事が出来、その実用効果は非
常に大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による金属化フィルムコンデ
ンサのフィルムの構成図、第２図は本発明の一実施例に
よる金属化フィルムコンデンサの構成を示す斜視図、第
３図ａは本発明品と従来品とを対比した１００’Ｃにお
けるＡＣ昇圧破壊結果を示す特性図、第３図すは本発明
品と従来品とを対比した１　００’Ｃ、７０ＶＡ（／μ
の連続耐用試験における容量変化結果を示す特性図、第
３図Ｃは本発明品と従来品とを対比した６０°Ｃ１９０
〜９６チＲＨで６０１ＤＣ／ｌｔ　　を印加した耐湿負
荷試験における容量変化結果を示す特性図、第３図ｄは
本発明品と従来品とを対比し友常温、１００ｖＤＣ／μ
の充放電試験における誘電圧接変化結果を示す特性図、
第４図はクロム添加量刑の耐湿負荷試験結果を示す特性
図、第５図は電極膜原料誘電正接測定結果を示す特性図
、第６図は電極膜原料昇圧破壊試験結果を示す特性図、
第７図は段状電極膜厚側充放電試験結果を示す特性図、
第８図は段状電極膜幅利充放電試験結果を示す特性図、
第９図ａ、ｂは従来の金属化フィルムコンデンサのフィ
ルムを示す斜視図である。 １・・・・・・ポリエステルフィルム（誘電体フィルム
）、２・・・・・・電極、３・・・・・−マージン部、
４・・・・・・金属化フィルム、５・・・・・・メタリ
コン電極、６・・・・・・リート線、７・・・・・・外
装。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名３−
−−マージン套ｐ 第　２　図 第３図 （Ｑ、） （ｂ７ 第３図 時閉 （ｄ〕 第４図 クロＬ’Ａ昏ｊ旧１ 第５図 第６図 第７図 設イ入鷺苑辱

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）フィルムの片面若しくは両面にクロムを添加した
   ニッケル合金電極膜を形成し、かつこの電極膜の外部電
   極接続側端部が長さ方向に連続して一定幅で段状に厚く
   形成して金属化フィルムを構成し、この金属化フィルム
   を巻回若しくは積層し、外部電極接続用のメタリコンを
   施こした金属化フィルムコンデンサ。
2. （２）ニッケル合金膜のクロム添加成分が５〜４０ｗｔ
   ％である特許請求の範囲第１項記載の金属化フィルムコ
   ンデンサ。
3. （３）ニッケル合金膜の厚みが５０Å〜２００Å、段状
   に厚くした電極膜の厚みが３００Å〜５００Åである特
   許請求の範囲第１項記載の金属化フィルムコンデンサ。
4. （４）段状に厚く形成された電極膜の幅が１ｍｍ以上で
   あり、対向電極膜と対向しない幅である特許請求の範囲
   第１項記載の金属化フィルムコンデンサ。