(57)【要約】【課題】外装ケースやモールド樹脂のクラック発生を抑制し、長寿命で信頼性の高いケースモールド型コンデンサを提供することを目的とする。【解決手段】誘電体フィルム１５の片面または両面に金属蒸着電極１６を形成した金属化フィルム１７を一対の金属蒸着電極１６が誘電体フィルム１５を介して対向するように積層したコンデンサ素子１２と、一方に開口端１３を有する外装ケース１１と、この積層コンデンサ素子１２を覆うモールド樹脂１４とを有するケースモールド型コンデンサであって、前記コンデンサ素子１２の膨張変形が最も大きい方向が前記外装ケース１１の開口端１３を向くように前記コンデンサ素子１２を前記外装ケース１１内に収納したケースモールド型コンデンサとする。【選択図】図１
2008262951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体フィルムに金属蒸着電極を形成した金属化フィルムを積層したコンデンサ素子と、一方に開口端を有する外装ケースと、前記コンデンサ素子を覆うモールド樹脂とを有するケースモールド型コンデンサであって、前記コンデンサ素子はその膨張変形が最も大きい方向が前記開口端を向くように前記外装ケースに収納されていることを特徴とするケースモールド型コンデンサ。
【請求項２】
前記コンデンサ素子の膨張変形が最も大きい方向は、コンデンサ素子の積層方向である請求項１に記載のケースモールド型コンデンサ。
【請求項３】
前記外装ケースはポリブチレンテレフタレート樹脂であり、前記モールド樹脂はエポキシ樹脂である請求項１に記載のケースモールド型コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は各種電子機器、電気機器、産業機器に使用され、耐電圧や耐湿性に優れたケースモールド型コンデンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２（ａ）は従来のケースモールド型コンデンサの構成を模式的に示した正面断面図、図２（ｂ）は側面断面図であり、この種のケースモールド型コンデンサは外装ケース２１の中にコンデンサ素子２２を収納して、この外装ケース２１の内部をモールド樹脂２５で覆ったものである。
【０００３】
そして上記のコンデンサ素子２２は、誘電体フィルムの片面および両面に金属蒸着電極を形成した金属化フィルムを積層または巻回して構成されており、両端面にメタリコン電極２３、さらには外部端子２４を設けたものである。
【０００４】
なお、本出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００２−３２４７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような構成で、外装ケース２１中に収納したコンデンサ素子２２に異常電圧が印加されて、コンデンサ素子２２に設けられたヒューズなどの保安機構が働く時に、コンデンサ素子２２が著しく発熱して急激に膨張変形することがある。
【０００６】
そしてこの膨張変形による歪がモールド樹脂２５や外装ケース２１に加わり、特にモールド樹脂２５と外装ケース２１の境界部分近く等でクラックが発生する場合があった。
【０００７】
さらにこのようなコンデンサ素子２２の著しい発熱が繰り返された場合、クラックが徐々に成長して空気中の湿度や水分が侵入することによりコンデンサ特性の急激な劣化を引き起こすことがあった。
【０００８】
このため、クラックの発生を極力回避して、信頼性の高いコンデンサを得るための設計が行われている。
【０００９】
そこで本発明は、信頼性の高いケースモールド型コンデンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そしてこの目的を達成するために、本発明のケースモールド型コンデンサは、誘電体フィルムの片面または両面に金属蒸着電極を形成した金属化フィルムを積層したコンデンサ素子と、一方に開口端を有する外装ケースと、コンデンサ素子を覆うモールド樹脂とを有するケースモールド型コンデンサであって、前記コンデンサ素子はその膨張変形が最も大きい方向が前記開口端を向くように前記外装ケースに収納されたケースモールド型コンデンサである。
【発明の効果】
【００１１】
この構成により、コンデンサ素子に異常電圧が印加されて著しく発熱した場合であっても、膨張変形が最も大きい方向が外装ケースの開口端を向くようにコンデンサ素子が外装ケース内に収納されているため、熱による急激なコンデンサ素子の膨張が発生してもそれを吸収緩和することができ、外装ケースやモールド樹脂に大きな歪がかかることを防止することができる。
【００１２】
そしてこのことにより、外装ケースやモールド樹脂のクラック発生が抑制され、その結果信頼性の高いケースモールド型コンデンサを提供することができる。
【００１３】
また、金属化フィルムを積層したコンデンサ素子は、金属化フィルムの面方向よりも積層方向に大きく膨張変形するため、この積層方向が開口端を向くように外装ケースに収納することにより、熱による急激なコンデンサ素子の膨張がより吸収緩和されやすくなり、その結果外装ケースやモールド樹脂のクラック発生が抑制されて、信頼性の高いケースモールド型コンデンサとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明のケースモールド型コンデンサについて、一実施の形態および図面を用いて説明する。
【００１５】
（実施の形態１）
図１（ａ）は本実施の形態の一例を示すケースモールド型コンデンサの断面図であり、図１（ｂ）はその要部拡大図である。
【００１６】
図１（ａ）、（ｂ）において、コンデンサ素子１２はその積層方向が外装ケース１１の開口端１３の方向を向くように、即ち積層された金属化フィルム１７の積層面が外装ケース１１の開口端と略平行になるように、ポリブチレンテレフタレート製の外装ケース１１内に収納され、その周囲をエポキシ樹脂よりなるモールド樹脂１４で覆っている。
【００１７】
このコンデンサ素子１２は誘電体フィルム１５の両面または片面に金属蒸着電極１６を形成した金属化フィルム１７を積層した積層型コンデンサ素子であり、その両端面にはメタリコン電極１８が形成され、さらに端子１９がはんだ付けなどの方法により接合されている。
【００１８】
端子１９は外装ケース１１の開口端より突出し、即ちモールド樹脂１４の外側に導出され、外部の電気回路（図示せず）と接続される。
【００１９】
このコンデンサ素子１２は、数百〜数千枚の金属化フィルムを積み重ねたものであり、ヒューズなどの保安機構が働く時に、ヒューズ部分に流れる電流により積層方向に５〜１０％と大きく膨張変形する場合がある。
【００２０】
また、保安機構の動作時以外にも、高湿度中で連続して使用された場合など、湿度の影響により積層方向に膨らんで５〜１０％程度の膨張変形を起こす場合がある。
【００２１】
例えば、コンデンサ素子１２の積層方向の厚みが２０ｍｍのとき、コンデンサ素子１２の積層方向の厚みは膨張変形により２１〜２２ｍｍと膨張することになる。
【００２２】
そして本実施の形態のケースモールド型コンデンサでは、最も膨張変形の大きなコンデンサ素子１２の積層方向が外装ケース１１の開口端１３を向くように収納されている。
【００２３】
このため、異常電圧の印加などによりコンデンサ素子が著しく発熱した場合でも、急激な膨張変形のストレスを開口端に向かって逃がすことができる。
【００２４】
その結果、外装ケース１１やモールド樹脂１４に亀裂が発生するのを防止することができ、信頼性の高いケースモールド型コンデンサを得ることができる。
【００２５】
なお、この膨張変形は積層型のコンデンサ素子で大きく、巻回型のコンデンサ素子を用いた場合には膨張変形は積層型程には大きくならない。
【００２６】
これは、巻回型のコンデンサ素子では膨張変形しても全体に膨らみ、膨張のストレスが巻回型のコンデンサ素子の周囲に分散され、特定の方向に膨張変形が大きくなることがないためである。
【００２７】
以下、本実施の形態１によるケースモールド型コンデンサの信頼性について検討した結果について説明する。
【００２８】
コンデンサ素子１２は、例えば特開平０９−０３５９９３号公報に開示されたような方法で、円柱状の金属ボビン（図示せず）上に、誘電体フィルム１５の両面に金属蒸着電極１６を蒸着した両面金属化フィルム１７と、金属を蒸着していない誘電体フィルム１５を交互に巻回し、この巻回後外装フィルムを更に巻回して、比較的径の大きな円筒形の母体コンデンサ（図示せず）を作成する。
【００２９】
あるいは誘電体フィルム１５の片面のみに金属を蒸着した片面金属化フィルム１７を一対の金属蒸着電極１６が誘電体フィルム１５を介して対向するように金属ボビン上に巻回し、この巻回後外装フィルムを更に巻回して、比較的径の大きな円筒形の母体コンデンサを作成する。
【００３０】
次にこの円筒形の母体コンデンサの両端面に電極引き出し用のメタリコン電極１８を形成して、熱処理を行い、その後必要とされる静電容量に応じた所定の寸法で母体コンデンサを切断分割して、幅１５〜５０ｍｍ、長さ３０〜５０ｍｍ、厚みが５〜３０ｍｍの個片のコンデンサ素子１２を得る。
【００３１】
ここで、巻回の厚み方向が、コンデンサ素子１２の積層方向に該当することになる。
【００３２】
即ちこの積層方向と、積層された金属化フィルム１７の平面（コンデンサ素子１２の積層面）は、直交している。
【００３３】
この個々に切断分割されたコンデンサ素子１２にはんだ付けなどにより端子１９を取り付けた後、このコンデンサ素子１２の積層方向が外装ケース１１の開口端１３の方向を向くように、つまり積層された金属化フィルム１７の積層面が外装ケース１１の開口端１３と略平行になるように、外装ケース１１内に収納した後、外装ケース１１にエポキシ樹脂よりなるモールド樹脂１４を充填し、所定の温度で加熱硬化して本実施の形態のケースモールド型コンデンサを得る。
【００３４】
また、比較例として、上記と同様に母体コンデンサを切断分割したコンデンサ素子２２の積層方向が外装ケース２１の壁面を向くように、外装ケース２１に収納し、モールド樹脂２５を充填し、上記と同様に所定の温度で加熱硬化させて比較例のケースモールド型コンデンサを得た。
【００３５】
この本実施の形態のケースモールド型コンデンサと、比較例のケースモールド型コンデンサについて、各２０個を試験試料として周囲温度７０℃で定格（２００Ｖ）の２倍の電圧（４００Ｖ）を印加した後、印加電圧（４００Ｖ）の１０％にあたる４０Ｖきざみで印加電圧を１分間保持しつつステップアップする昇圧試験により信頼性試験を行った。
【００３６】
この信頼性試験において、比較例の試料では６００Ｖで試験試料２０個中５個で外装ケース２１の開口端近辺においてモールド樹脂２５にクラックが発生し、さらに８００Ｖではクラックが発生した試料数は１３個になった。
【００３７】
これに対して、本実施の形態のケースモールド型コンデンサでは、試験試料２０個のいずれにも外装ケース１１やモールド樹脂１４にクラックは見られなかった。
【００３８】
以上のように、本実施の形態のケースモールド型コンデンサでは、コンデンサ素子の膨張変形の最も大きな方向が、外装ケースの開口端を向くように外装ケース内に収納しているため、異常電圧によりヒューズなどの保安機構が動作するときに著しく発熱して、コンデンサ素子が膨張変形した場合でも、膨張による歪が吸収緩和され、外装ケースやモールド樹脂に大きな歪がかかることがない。
【００３９】
そしてこのことにより、外装ケースやモールド樹脂のクラック発生が抑制され、その結果信頼性の高いケースモールド型コンデンサを提供することができる。
【００４０】
モールド樹脂１４としては、エポキシ樹脂が耐湿性に優れており、機械的強度が高いと共に入手しやすく安価であるため好ましい。
【００４１】
また、従来のケースモールド型コンデンサでは、外装ケース２１の変形をなるべく抑えるため、ケース材質として破壊しにくいが高価なポリカーボネート等の樹脂を使用し、また壁面厚みを厚くする必要があったが、本実施の形態のケースモールド型コンデンサでは外装ケース１１にかかる歪を緩和できるため、安価で入手しやすいポリブチレンテレフタレート樹脂を用いることができる。
【００４２】
また、上記実施の形態では外装ケース１１に収納するコンデンサ素子が一つの場合について示したが、複数個のコンデンサ素子１２を収納してモールドする場合においても同様の効果が得られる。
【００４３】
複数個のコンデンサ素子１２をモールドする場合には、全てのコンデンサ素子１２の積層方向が外装ケース１１の開口端１３を向くように収納してモールドすることにより、本発明の効果を発揮することができる。
【００４４】
また、コンデンサ素子１２の積層方向が概ね外装ケース１１の開口端１３を向いていれば良く、コンデンサ素子１２が外装ケース１１内で多少傾いていても同様の効果が得られる。
【００４５】
このコンデンサ素子１２を外装ケース１１に収納したときの傾きについては、コンデンサ素子１２の積層面と、外装ケース１１の開口端１３とがなす角度が０〜２０度の範囲内であることが好ましい。
【００４６】
この角度が２０度を越えた場合、コンデンサ素子１２の膨張変形による歪を吸収しきれず、外装ケース１１とモールド樹脂１４との境界などでクラックが発生する場合があるためである。
【００４７】
また、角度０度は積層コンデンサ素子１２の積層面と開口端１３とが平行であることを示す。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明のケースモールド型コンデンサは、コンデンサ素子の膨張変形の大きな方向が外装ケースの開口端を向くように外装ケース内に収納し、モールド樹脂を充填したケースモールド型コンデンサであり、異常電圧の印加などによりコンデンサ素子が著しく発熱し、コンデンサ素子が膨張変形した場合でも膨張による歪を吸収緩和することができ、外装ケースやモールド樹脂に大きな歪がかかることを防止することができる。
【００４９】
そしてこのことにより、外装ケースやモールド樹脂のクラック発生が抑制され、その結果信頼性の高いケースモールド型コンデンサを提供することができるため、ケースモールドコンデンサ等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】（ａ）本発明の一実施の形態におけるケースモールド型コンデンサの断面図、（ｂ）同要部拡大図
【図２】（ａ）従来のケースモールド型コンデンサの正面断面図、（ｂ）同側面断面図
【符号の説明】
【００５１】
１１  外装ケース
１２  コンデンサ素子
１３  開口端
１４  モールド樹脂
１５  誘電体フィルム
１６  金属蒸着電極
１７  金属化フィルム
１８  メタリコン電極
１９  端子
２１  外装ケース
２２  コンデンサ素子
２３  メタリコン電極
２４  外部端子
２５  モールド樹脂
【図１】
2008262951.tif 000003
【図２】
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