(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、広い温度範囲の使用条件で熱衝撃や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、剥離材で被覆する。【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剥離材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剥離材で被覆した請求項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、樹脂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、耐湿性や耐振動など使用される条件が、広い温度範囲で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久性を向上させる技術として、特許文献1には、ケースに充填する樹脂組成物をエポキシ樹脂組成物の層状とし、外部引き出し端子が導出される最も上層の層の線膨張係数が最も小さくなるようにした技術が開示されている。この技術は、エポキシ樹脂組成物の最も上層の層の線膨張係数を、金属である外部引き出し端子の線膨張係数により近づけることになり、上層の層の樹脂組成物にクラックが発生することを防止する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−１４７６８７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、上記の様に、ある物質の線膨張係数に他の物質の線膨張係数を近づける技術は、主に樹脂からなる金属化フィルムを使用し、両端に金属からなるメタリコン電極と外部引き出し電極とを設け、その表面に充填する樹脂組成物が存在するメタリコン電極部分のような、異なる線膨張係数が混在する部分の解決にはなっていない。
【０００７】
本発明は、ケースに収納した金属化フィルムコンデンサのメタリコン電極部分に発生する不具合を解消し、広い温度範囲の使用条件で耐湿性や耐振動などが長期にわたって安定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剥離材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剥離材で被覆したものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ケース付き金属化フィルムコンデンサのメタリコン部に発生する不具合を解消し、広い温度範囲の使用条件で熱衝撃や耐振動性を向上させる金属化フィルムコンデンサを提供できる。
【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などの樹脂からなる。金属であれば、たとえば、アルミニウム、マグネシウム、鉄、ステンレス、銅などからなる。
【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もの、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材料で、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂などの樹脂に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】
本発明の剥離材は、剥離材界面の剥離や剥離材内部の破壊などによりズレ変形する材料で、例えば、シリコーン樹脂、フッ素含有樹脂等の樹脂、フッ素含有カップリング材、シリコーンゴム、シリコーンゲル、フッ素含有ゴム、フッ素含有ゲルのほか、シリコーンオイルやフッ素含有オイルを含有する樹脂等が使用できる。
また、形状は液状、液状体が固形化した物、シート状など限定なく使用できる。シート状のものは、被着する片面に接着剤や融着剤が積層されていると設置がしやすい。
剥離材を設ける場所は、コンデンサ素子の両端部のメタリコン電極表面と、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。これらの部分の各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には必要に応じて省いてもよい。
剥離材の塗布の方法は、スプレー、刷毛塗り、端面浸漬のほか、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剥離材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剥離材で被覆するには、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。
剥離材の塗布厚は、コンデンサの小型化に支障がない範囲になる。具体的には１μｍから２００μｍ程度、好ましくは２μｍから１００μｍ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い。また、両端のメタリコン電極部分は、剥離材で被覆しておくので、ケース内に充填され埋没させた樹脂組成物との界面で発生する、熱膨張率の差により発生する応力を、界面剥離や剥離材内部の破壊などによるズレ変形により緩和することができる。そのため、広い温度範囲の使用条件に対応して、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剥離材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扁平化ものであり、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、剥離材で、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周辺部分に設けている。
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周辺部分に剥離材５で被覆した例を示している。
【００１９】
図３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。
メタリコン電極３部分の、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部分に、剥離材５として粘着テープを被着した場合を示している。
【実施例】
【００２０】
（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一方の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剥離材としてシリコーン樹脂を刷毛塗り方式で５μｍから２０μｍ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。
【００２１】
（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。
【００２２】
（実施例３）
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に、剥離材としてその側面から厚さ５０μｍフッ素含有樹脂の粘着テープを被着した以外実施例１と同様に製作した。
【００２３】
（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。
【００２４】
以上の実施例と比較例と、剥離材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、本発明の実施例は、剥離材をコンデンサ素子全体に設けた比較例や  また、剥離材を有していない従来例と比べ、熱変動と振動に対して安定であった。
【００２５】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】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と縦断面概略図とを示している。
【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。
【図３】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】
【００２７】
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  剥離材
６  樹脂組成物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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