(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一側辺に沿ってマージン部が形成されるように、誘電体フィルムの表面に金属膜を蒸着して成る複数の金属化フィルムを、上記複数の金属化フィルム同士のマージン部が反対側に配されるように積層し、又は積層巻回してコンデンサ素子を形成すると共に、該コンデンサ素子の両端面にメタリコン電極を形成して成る金属化フィルムコンデンサであって、
上記コンデンサ素子の外表面を、ナノチューブパウダーが分散された絶縁性を有する高耐熱性の外装材で被覆したことを特徴とする金属化フィルムコンデンサ。
【請求項２】
上記ナノチューブが、カーボンナノチューブ又は窒化ホウ素ナノチューブであることを特徴とする請求項１に記載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】
この発明は誘電体フィルムの表面に金属膜を蒸着して成る複数の金属化フィルムを積層又は積層巻回してコンデンサ素子を形成すると共に、該コンデンサ素子の両端面にメタリコン電極を形成して成る金属化フィルムコンデンサに関し、特に、耐熱性に優れた金属化フィルムコンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
誘電体フィルムの表面に金属膜を蒸着させた複数の金属化フィルムを積層又は積層巻回して成るコンデンサ素子を用いた金属化フィルムコンデンサは、コンデンサ素子に部分的な絶縁破壊を生じても再び絶縁性を回復する自己回復性に優れているため、家庭用電気製品をはじめとする種々の電気・電子機器等に広く用いられている。
【０００３】
この金属化フィルムコンデンサは、図５及び図６に示すように、誘電体フィルム70の表面に、一側辺に沿ってマージン部72が形成されるように金属膜74を蒸着して金属化フィルム76を構成し、斯かる構造を有する一対の金属化フィルム76，76を、それぞれのマージン部72が反対側に配されるように積層又は積層巻回してコンデンサ素子78を形成すると共に、該コンデンサ素子78の両端面に電極材料を溶射してメタリコン電極80を形成することにより金属化フィルムコンデンサ82が構成される。
【０００４】
尚、上記構造の金属化フィルムコンデンサ82は、例えば、特開２００３−５９７４７号公報（図４参照）に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−５９７４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、上記金属化フィルムコンデンサ82を構成する誘電体フィルム70としてはポリプロピレンやポリエステル等が用いられているが、例えばポリプロピレンの耐熱温度は約８５℃、ポリエステルの耐熱温度は約１２５℃と低いため、通常の温度条件（２６０℃）でハンダ付を行うと、高温で加熱されることにより誘電体フィルム70が熱変形し、静電容量の変動や絶縁耐力の低下といったコンデンサの諸特性に悪影響を及ぼすこととなる。
【０００７】
また、自動車用電気回路や太陽光発電用電気回路に組み込まれる金属化フィルムコンデンサ82は高温環境下で使用されることが多く、外部から高温で加熱されることにより誘電体フィルム70が熱変形し、コンデンサの特性劣化を生じるおそれがあった。
【０００８】
この発明は、従来の上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、外部から高温で加熱された場合にあっても特性劣化を生じることのない耐熱性に優れた金属化フィルムコンデンサを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に記載の金属化フィルムコンデンサは、
一側辺に沿ってマージン部が形成されるように、誘電体フィルムの表面に金属膜を蒸着して成る複数の金属化フィルムを、上記複数の金属化フィルム同士のマージン部が反対側に配されるように積層し、又は積層巻回してコンデンサ素子を形成すると共に、該コンデンサ素子の両端面にメタリコン電極を形成して成る金属化フィルムコンデンサであって、
上記コンデンサ素子の外表面を、ナノチューブパウダーが分散された絶縁性を有する高耐熱性の外装材で被覆したことを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項２に記載の金属化フィルムコンデンサは、請求項１に記載の金属化フィルムコンデンサにおいて、
上記ナノチューブが、カーボンナノチューブ又は窒化ホウ素ナノチューブであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の金属化フィルムコンデンサにあっては、コンデンサ素子の外表面を、ナノチューブパウダーが分散された絶縁性を有する高耐熱性の外装材で被覆したので、ハンダ付時や高温環境下での使用時に外部から高温で加熱されても、誘電体フィルムが熱変形してコンデンサの特性劣化を生じることが防止され、耐熱性に優れた金属化フィルムコンデンサを実現することができる。
【００１２】
上記ナノチューブとして、炭素原子の６員環の連続より成るグラファイト構造体が円筒状になった黒色の微細物質であり、高耐熱性、高強度性、高熱伝導性、難燃性等の特性を備えたカーボンナノチューブを用いることにより、耐熱性に優れた金属化フィルムコンデンサを実現できる。
【００１３】
また、上記ナノチューブとして、窒化ホウ素から成るナノチューブ構造を有する白色の微細物質であり、カーボンナノチューブと同様に、高耐熱性、高強度性、高熱伝導性、難燃性等の特性を備えた窒化ホウ素ナノチューブを用いることにより、耐熱性に優れた金属化フィルムコンデンサを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明に係る第１の金属化フィルムコンデンサ10を示す概略断面図であり、該第１の金属化フィルムコンデンサ10は、図２に示すように、ポリプロピレンやポリエステル等より成る誘電体フィルム12の表面に、一側辺に沿ってマージン部14が形成されるように金属膜16を10nm〜80nmの厚さで蒸着して成る一対の金属化フィルム18を、それぞれのマージン部14が反対側に配されるように積層又は積層巻回し、これにヒートプレスを施してコンデンサ素子20を形成して成る（図３）。
また、上記コンデンサ素子20の両端面に電極材料を溶射することによりメタリコン電極22を形成している。
【００１５】
上記金属膜16はアルミニウムで構成されている。このように、金属膜16を「アルミニウム」で構成した場合には、高耐湿性が実現されると共に、金属化フィルムコンデンサ10に高調波が印可された際の「鳴き」の発生を抑制することができる。
斯かる金属化フィルムコンデンサ10の「鳴き」とは、コンデンサに交流電圧が印加された際に電極間にクーロン力が働き、クーロン力の周期的変化により金属化フィルム18が振動して発する音のことであり、振動が可聴周波数範囲（20Hz〜20kHz）である場合にうなり音として聞こえるものである。
【００１６】
本発明の金属化フィルムコンデンサ10の如く、「アルミニウム」を誘電体フィルム12に蒸着させる金属膜16の構成材料として用いた場合には、他の材料（例えば亜鉛やアルミニウム−亜鉛合金等）に比べて「アルミニウム」は凝着力が大きく、ヒートプレスしてコンデンサ素子20を形成すると金属化フィルム18間の密着性が高くなることから、「鳴き」の発生を抑制することができるのである。
【００１７】
図１に示すように、上記コンデンサ素子20の外表面は、ナノチューブフィルムより成る絶縁性を備えた高耐熱性の外装材24で被覆されている。
コンデンサ素子20の外表面をナノチューブフィルムで被覆するには、例えば、コンデンサ素子27両端のメタリコン電極28間の長さより長尺なナノチューブフィルムでコンデンサ素子27及びメタリコン電極28を巻回後、ナノチューブフィルムの巻回始端部と巻回終端部とを重ね合わせて絶縁性接着剤等を介して接合すると共に、図１に示すようにナノチューブフィルムの両端部も重ね合わせた状態で絶縁性接着剤等（図示省略）を介して接合すれば良い。或いは、コンデンサ素子27両端のメタリコン電極28間の長さより長尺な一対のナノチューブフィルムを用い、斯かる一対のナノチューブフィルムでコンデンサ素子27及びメタリコン電極28を上下方向から覆った後、一対のナノチューブフィルムの外周端部同士を重ね合わせた状態で接合しても良い。
【００１８】
上記ナノチューブフィルムを構成するナノチューブとしては、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）又は窒化ホウ素ナノチューブ（ＢＮＮＴ）を好適に用いることができる。
カーボンナノチューブは、炭素原子の６員環の連続より成るグラファイト構造体が円筒状になった直径が２ｎｍ〜数十ｎｍ程度、長さが０．５〜１μｍ程度の黒色の微細物質であり、高耐熱性、高強度性、高熱伝導性、難燃性等の優れた特性を備えている。カーボンナノチューブには導電性のものと絶縁性のものがあるが、本発明においては絶縁性のカーボンナノチューブを用いる。
尚、カーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブだけでなく、円筒状のグラファイト構造体が複数同心円状に重なって形成された多層カーボンナノチューブを用いることもできる。
【００１９】
また、窒化ホウ素ナノチューブは、窒化ホウ素から成るナノチューブ構造を有し、直径が３０ｎｍ〜１００ｎｍ程度、長さが数μｍ程度の白色の微細物質であり、カーボンナノチューブと同様に、高耐熱性、高強度性、高熱伝導性、難燃性等の優れた特性を備えている。尚、窒化ホウ素ナノチューブは絶縁体である。
【００２０】
上記ナノチューブフィルムは、例えば、ポリカーボネート等の絶縁性樹脂溶媒中にパウダー状のカーボンナノチューブ又は窒化ホウ素ナノチューブを分散して成る溶液を、溶媒キャスト法により製膜、乾燥後に延伸することにより形成することができ、絶縁性樹脂中に高耐熱性のナノチューブが分散されているので高耐熱性のナノチューブフィルムが形成される。
【００２１】
図１において、26はリード端子であり、該リード端子の先端はメタリコン電極22に接続されると共に、後端は上記外装材24を突き抜けて外部へ導出されている。
【００２２】
図４は本発明に係る第２の金属化フィルムコンデンサ30を示すものである。尚、上記第１の金属化フィルムコンデンサ10と同一の構成部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
図４に示す本発明に係る第２の金属化フィルムコンデンサ30は、コンデンサ素子27の外表面を、カーボンナノチューブ又は窒化ホウ素ナノチューブ等のナノチューブパウダーが分散された絶縁性を有する高耐熱性の外装材32で被覆した点に特徴を有するものである。
【００２３】
コンデンサ素子20の外表面をナノチューブパウダーが分散された外装材32で被覆するには、例えば、ペースト状と成された熱硬化性の絶縁性樹脂中に、カーボンナノチューブ又は窒化ホウ素ナノチューブより成るナノチューブパウダーを混合・分散させた後、上記ペースト状の絶縁性樹脂をコンデンサ素子27及びメタリコン電極28の外表面に塗布した後、加熱・硬化させれば良い。
このように絶縁性樹脂中に高耐熱性のナノチューブパウダーを分散させることにより、高耐熱性の外装材32が形成される。
【００２４】
本発明にあっては、コンデンサ素子20の外表面を、ナノチューブフィルムより成る高耐熱性の外装材24（第１の金属化フィルムコンデンサ10の場合）、又はナノチューブパウダーが分散された高耐熱性の外装材32（第２の金属化フィルムコンデンサ30の場合）で被覆したので、ハンダ付時や高温環境下での使用時に外部から高温で加熱されても、誘電体フィルム12が熱変形してコンデンサの特性劣化を生じることが防止され、耐熱性に優れた金属化フィルムコンデンサ10，30を実現することができる。
【００２５】
上記においては、コンデンサ素子20の外表面をナノチューブフィルムより成る外装材24（第１の金属化フィルムコンデンサ10の場合）、ナノチューブパウダーが分散された外装材32（第２の金属化フィルムコンデンサ30の場合）を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、コンデンサ素子20の外表面がナノチューブを含有する絶縁性を備えた高耐熱性の外装材で被覆されていれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る第１の金属化フィルムコンデンサを示す概略断面図である。
【図２】一対の金属化フィルムを積層する状態を示す概略断面図である。
【図３】コンデンサ素子を示す概略断面図である。
【図４】本発明に係る第２の金属化フィルムコンデンサを示す概略断面図である。
【図５】一対の従来の金属化フィルムを積層する状態を示す概略断面図である。
【図６】従来の金属化フィルムコンデンサを示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
10   第１の金属化フィルムコンデンサ
12  誘電体フィルム
14  マージン部
16  金属膜
18  金属化フィルム
20  コンデンサ素子
22  メタリコン電極
24  外装材
26  リード端子
30   第２の金属化フィルムコンデンサ
32  外装材
【図１】
0005916216.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0005916216.tif 000006
【図６】
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