(57)【要約】【課題】上端面が開放されたケースと、このケース内に収納される、金属化フィルムを使用し両端にメタリコン電極を設けた単数または複数のコンデンサ素子と、メタリコン電極に接続した外部引き出し端子と、ケース内に充填されコンデンサ素子を埋没させる樹脂組成物とを備えた金属化フィルムコンデンサにおいて、メタリコン部に発生する不具合を解消し、耐振動性を向上させることを目的にしている。【解決手段】コンデンサ素子は、ケース内に充填された樹脂組成物で埋没させ、メタリコン電極とそのメタリコン電極部分の外部引き出し端子は、低応力樹脂で被覆する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上端面が開放されたケースと、このケース内に収納される金属化フィルムを使用して両端にメタリコン電極を設けた単数または複数のコンデンサ素子と、前記メタリコン電極に接続した外部引き出し端子と、前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組成物とを備え、前記メタリコン電極を低応力樹脂で被覆した金属化フィルムコンデンサ。
【請求項２】
前記メタリコン電極と前記外部引き出し端子のメタリコン電極との接続部分を低応力樹脂で被覆した請求項１の金属化フィルムコンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属化フィルムを使用した単数または複数のコンデンサ素子を開口部があるケースに収納し、樹脂組成物を充填した金属化フィルムコンデンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、金属化フィルムコンデンサに要求される信頼性は高くなる一方であり、厳しい使用環境においても同様な信頼性が要求されている。
【０００３】
従来、金属化フィルムを使用したコンデンサ素子を開口部があるケースに収納し、樹脂組成物を充填した金属化フィルムコンデンサは、二枚の金属化フィルムを重ねて巻回、または積層し、電極を引き出すために巻回、または積層した端面に亜鉛などの金属を溶射しメタリコンを施した後、必要に応じて熱処理と呼ばれる温度処理を実施しコンデンサ素子を製作する。次に、単数または複数の前記コンデンサ素子の両端の電極に外部端子を接続し、ケースに収納した後、樹脂組成物で充填していた。
【０００４】
近年、環境への配慮から、省エネルギー化、高効率化に適したインバータ回路が採用されているが、使用電圧が高いことから、コンデンサのなかでもフィルムコンデンサを採用する傾向がある。特に車載等の移動体などの用途では、広い温度範囲や耐湿性の他、耐振動など使用される条件は長期にわたり求められている。
【０００５】
このようなケースに収納した金属化フィルムコンデンサの耐振動を向上させる技術として、特許文献１には、コンデンサ素子の巻芯貫通穴に絶縁棒を挿通することで、メタリコン部にクラックの発生やメタリコン部での断線を防止できることが開示されている。また、特許文献２には、複数のコンデンサ素子から導出されるリード線（外部引き出し電極）をプラスチック板に固定された金属板で結線し、そのプラスチック板を固定棒などで固定する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−０６０５２９号公報
【特許文献２】特開２００６−１０８４６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、いずれの場合も、治具を追加して用いているため、コンデンサケース形状に制約が発生したり、特別に治具を設計したりする必要がある。
【０００７】
本発明は、治具を追加して用いることなく、メタリコン部に発生する不具合を解消し、ケースに収納した金属化フィルムコンデンサの耐振動性を向上させることを目的にしている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、課題を解決するための手段として、上端面が開放されたケースと、このケース内に収納される、金属化フィルムを使用し両端にメタリコン電極を設けた単数または複数のコンデンサ素子と、前記メタリコン電極に接続した外部引き出し端子と、前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組成物とを備え、前記メタリコン電極を低応力樹脂で被覆したものである。
また、前記メタリコン電極とそのメタリコン電極部分の前記外部引き出し端子を低応力樹脂で被覆したものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ケース内に充填されコンデンサ素子を埋没させる樹脂組成物とを備えた金属化フィルムコンデンサにおいて、メタリコン部に発生する不具合を解消し、耐振動性を向上させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のケースは、上端面が開放された一般的にフィルムコンデンサに使用している容器で、プラスチックまたは金属からなる。プラスチックであれば、たとえば、ポリエチレンテレフタレート系、ポリブチレンテレフタレート系、ポリカーボネート系、またはポリフェニレンスルフィド系の樹脂などからなる。金属であれば、たとえば、アルミニウム、鉄、ステンレスなどからなる。
【００１１】
本発明のコンデンサ素子は、ポリエチレンテレフタレートやポリプロピレン等のフィルム表面にアルミニウムや銅、亜鉛などの金属を蒸着した金属化フィルムや前記金属の箔を重ねて巻回または積層し、両端面に亜鉛、銅、アルミニウムなどの金属を溶射しメタリコン電極を設けた一般的なものである。断面形状は巻回した場合は円形、それをつぶした場合は偏平形、積層したものは四角形となるが、偏平形や四角形の方がその側面が平面となり収納効率、放熱性が向上する。
【００１２】
本発明のメタリコン電極は、一般的にフィルムコンデンサに使用しているものが使用でき、銅、亜鉛、アルミニウム、錫、半田等の金属または合金からなり、溶射によって形成されたものである。場合によっては、電極の表面にメッキを施してもよい。
【００１３】
本発明の外部引き出し端子は、一般的にフィルムコンデンサに使用しているもので、棒状または板状からなり、材質としてはたとえば、銅、アルミニウム、鉄、ニッケル、ステンレス、燐青銅等の金属または合金からなる板状体で、表面に錫、半田等をメッキする場合もある。板厚は０．１ｍｍから２．０ｍｍ程度まで特に限定なく使用できる。  
【００１４】
本発明の樹脂組成物は、一般的にフィルムコンデンサの充填用に使用しているもので、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂などの樹脂に必要に応じてフィラー等を混ぜたものである。フィラーとしては、珪素、チタン、アルミニウム、カルシウム、ジルコニウム、マグネシウム等の水酸化物、酸化物、炭化物、窒化物、これらの複合物などが使用できる。必要があれば、難燃剤、酸化防止剤を添加してもよい。  
【００１５】
本発明の低応力樹脂は、メタリコン電極と樹脂組成物の界面間で発生する応力を緩和するためにその界面に設ける柔軟な樹脂で、シリコーン樹脂、フッ素含有樹脂等の樹脂のほか、シリコンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム、ポリイソプレーンゴム等のゴムが使用できる。また、シリコンエラストマー、ブチルアクリレート、アクリロニトリル−ブタジエンゴムまたはスチレンーブタジエンゴムなどで変性したエポキシ樹脂などが使用できる。また、アクリル系ポリウレタン樹脂、変成シリコーン／エポキシ混合樹脂組成物などが使用できる。また、シリコーンゲル、ウレタンゲル等の有機ゲルが使用できる。必要があれば、フィラー、難燃剤、酸化防止剤等を添加してもよい。
低応力樹脂を設ける箇所は、コンデンサ素子の両端部のメタリコン電極表面部分に設ける。また、そのメタリコン電極部分の前記外部引き出し端子部分および、メタリコン電極周辺部分に設ける。メタリコン電極表面の全面に設けるのが好ましいが、部分的に欠けていてもよい。また、メタリコン電極部分の前記外部引き出し端子部分および、メタリコン電極周辺部分は必要に応じて省いてもよい。  
低応力樹脂で被覆する際の塗布方法は、スプレー、刷毛塗り、端面浸漬のほか、両端にあるメタリコン電極間のフィルム側面部分または外部引き出し端子部分に、マスク用フィルムを巻くなどして非塗布部分にマスクを設けて全体を浸漬し、その後半固化中にマスク用フィルムを取り除いてもよい。
刷毛塗りなどは、メタリコン電極だけまたはメタリコン電極とメタリコン電極と接する外部引き出し端子部分だけを低応力樹脂で被覆することができ、残りの外部引き出し端子部分と樹脂組成物との密着を十分にとることができる。また、メタリコン電極とそのメタリコン電極部分の上面部分の外部引き出し端子を低応力樹脂で被覆するには、スプレーや端面浸漬などが採用でき、被覆作業性が改善できる。
低応力樹脂の塗布厚さは、メタリコン電極表面が露出しない程度の厚さとし、コンデンサの小型化に支障がない範囲とする。具体的には５μｍから１０００μｍ程度、好ましくは２０μｍから５００μｍ程度となる。
【００１６】
本発明によれば、ケース内に収納されるコンデンサ素子自体は、ケース内に充填され埋没させる樹脂組成物により固定されるので外部振動に対して共振しにくく、外部振動以上に振幅が大きくなることはなく、また、両端のメタリコン電極部分は低応力樹脂で被覆してあるので、外部振動を軽減するためメタリコン電極にクラックの発生やメタリコン部での断線を防止できる。また、メタリコン電極と金属化フィルム間の電気的接続に影響を与えるようなストレスも発生しにくい。
【００１７】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る金属化フィルムコンデンサの横断面概略図（ａ）と縦断面概略図（ｂ）を示している。図１は、上端面が開放されたケース内に収納される金属化フィルムを使用したコンデンサ素子が、樹脂組成物により充填され埋没していて、コンデンサ素子の両端部のメタリコン電極表面と外部引き出し端子のメタリコン電極接続部分およびメタリコン電極周辺部分に低応力樹脂で被覆した例を示している。
１は、上方に開放しているケースで、金属またはプラスチックからできている。
２は、コンデンサ素子で、２枚の金属化フィルム、すなわち片面にアルミニウム等を蒸着して金属電極を形成した薄い帯状の絶縁フィルム（通常、ポリエステルフィルム）を２枚重ね合わせて所定の回数巻回し長円形の柱状体に偏平化したものであり、その両端面に、金属または合金の溶射によって形成されるメタリコン電極３を設けたものである。図１では、コンデンサ素子２を２個並列に並べている。
４は、外部引き出し端子で、一端はメタリコン電極３に接続し、他端は外部と接続する。
５は、低応力樹脂で、コンデンサ素子２の両端部のメタリコン電極３表面と、そのメタリコン電極３部分の前記外部引き出し端子４部分および、メタリコン電極３周辺部分を被覆している。
６は、樹脂組成物で、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂などの樹脂にフィラーを添加したものである。
【００１８】
図２は、本発明に係る別の金属化フィルムコンデンサの横断面概略図を示している。コンデンサ素子の両端部のメタリコン電極３表面と、そのメタリコン電極３部分の外部引き出し端子４部分および、メタリコン電極３周辺部分を低応力樹脂５で被覆した例を示している。
特に、メタリコン電極３部分の外部引き出し端子４部分も低応力樹脂５で被覆することにより、メタリコン電極３と外部引き出し端子４との接合部に与えるストレスも軽減できる。
【実施例】
【００１９】
（実施例１）
片面にアルミニウムを蒸着して、金属電極を形成した薄い帯状の絶縁ポリエステルフィルムを２枚重ね合わせて巻回し、長円形の柱状体に偏平化し、その両端面に、銅、その表面に錫の溶射によって形成されるメタリコン電極を設けてコンデンサ素子を得た。次に、このコンデンサ素子を２個並列に並べて、メタリコン電極部の表面に、外部引き出し電極用に加工した錫をめっきした銅板の方端部を溶接により接合した。次に、メタリコン電極表面と、外部引き出し端子のメタリコン電極接続部分およびメタリコン電極周辺部分に、低応力樹脂としてシリコーン樹脂を刷毛塗り方式で２０μｍから５０μｍ程度の膜厚で設けた。次に、ポリフェニレンスルフィド系の樹脂からなるケースに収納し、エポキシ樹脂に酸化マグネシウムなどのフィラー等をまぜた樹脂組成物で充填した。こうして得られたコンデンサの容量は３００μＦであった。
【００２０】
（実施例２）
実施例１のシリコーン樹脂を剥離材として使用し、スプレー方式で、メタリコン電極部分の、メタリコン電極表面と、そのメタリコン電極部分の外部引き出し端子部分およびメタリコン電極周辺部分に５μｍから２０μｍ程度の膜厚で設けた以外実施例１と同様に作成した。
【００２１】
（比較例１）
実施例１のシリコーン樹脂を使用し、この樹脂にコンデンサ素子全体を浸漬した以外実施例１と同様に作成した。
【００２２】
以上の実施例と比較例と、低応力樹脂を用いないものを従来例１として、ヒートサイクル試験、高温高湿試験、振動試験を各ｎ＝１０で実施し、試験前と試験後の損失率増加値の平均値から表１の結果を得た。
試験条件としては、ヒートサイクル試験は−４０℃〜１０５℃で１０００サイクル。高温高湿試験は８５℃、８５％、１０００時間。振動試験は前後左右上下の３方向をそれぞれ５時間で５〜２００Ｈｚの８Ｇとした。
以上の試験より、本発明の実施例１，２は、低応力樹脂をコンデンサ素子全体に設けた比較例１また、低応力樹脂を有していない従来例１と比較して、熱衝撃や湿度や振動に対して安定している結果であった。
【００２３】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る金属化フィルムコンデンサの縦断面概略図と横断面概略図を示している。
【図２】本発明に係る別の金属化フィルムコンデンサの横断面概略図を示している。
【符号の説明】
【００２５】
１  ケース
２  コンデンサ素子
３  メタリコン電極
４  外部引き出し端子
５  低応力樹脂
６  樹脂組成物
【図１】
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【図２】
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