(57)【要約】  【課題】外装レス面実装タイプの金属化フィルムコンデンサを無鉛リフローはんだ付けする時の第２電極層の突沸を防止し、外観不良をなくし、耐湿性の向上を図る。  【解決手段】一対の金属化フィルムを巻回した素子に、後巻用プラスチックフィルムを重ね巻きしてコンデンサ素子を形成し、該素子の両端面に電極引出部の第１電極層を形成した後、第２電極層を形成し、外部電極を取り付ける金属化フィルムコンデンサおよびその製造方法において、  第１電極層を形成して樹脂含浸し、硬化した後、第２電極層を形成する。  上記の樹脂は粘度１〜１０００ｍＰａ・ｓのエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂とし、  第１電極層は銅６０〜７０％残亜鉛からなる合金、アルミニウム４０〜５６％とケイ素４％以上と亜鉛４０％以上からなる合金、亜鉛９０％以上で残アルミニウムからなる合金、亜鉛単体のいずれかで構成され、第２電極層は錫８０％以上で残亜鉛、銅から構成される。  【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の金属化フィルムを巻回した素子に、後巻用プラスチックフィルムを重ね巻きしてコンデンサ素子を形成し、該コンデンサ素子の両端面に電極引出部の第１電極層を形成した後、第２電極層を形成し、外部電極を取り付ける金属化フィルムコンデンサおよびその製造方法において、
第１電極層を形成して樹脂含浸し、硬化した後、第２電極層を形成することを特徴とする金属化フィルムコンデンサおよびその製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の第１電極層形成後、含浸する樹脂が粘度１〜１０００ｍＰａ・ｓのエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂であることを特徴とする金属化フィルムコンデンサ。
【請求項３】
請求項１記載の第１電極層は銅６０〜７０％残亜鉛からなる合金、アルミニウム４０〜５６％とケイ素４％以上と亜鉛４０％以上からなる合金、亜鉛９０％以上で残アルミニウムからなる合金、亜鉛単体のいずれかで構成され、第２電極層は錫８０％以上で残亜鉛、銅から構成されることを特徴とする金属化フィルムコンデンサ。
【請求項４】
請求項１記載の第１および第２電極層を金属溶射により形成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５】
請求項１記載の外部電極として板状端子を使用したことを特徴とする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】
本発明は外装レス面実装タイプの金属化フィルムコンデンサに関するものであり、特に耐電流特性に優れ、はんだ耐熱性を向上させた金属化フィルムコンデンサおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、面実装タイプの金属化フィルムコンデンサは素子構造が偏平型の技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−５８３６９号公報（第２−６頁、図３、図５、図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の偏平型フィルムコンデンサは、一対の金属化フィルムを巻回し重ねた素子に、後巻用プラスチックフィルムを重ね巻回してコンデンサ素子を形成し、該コンデンサ素子の両端面に電極引出し部の第１電極層、第２電極層と順次形成した後、樹脂を真空含浸（または超音波含浸）し、余剰の樹脂を取り除き、加熱硬化した後外部電極を取り付け構成する。
近年、環境問題からはんだの鉛フリー化が進められているが、一般的な無鉛はんだは、従来の鉛入りはんだより溶融温度が高いため、金属化フィルムコンデンサには耐熱性の向上が求められている。
しかしながら、上記金属化フィルムコンデンサでは第２電極層に外部電極との接合性を向上させるため低融点金属が使用されているが、２６０℃、１０秒間の無鉛はんだリフローを行うと、第２電極層に含浸された樹脂が熱膨張し、半溶融状態となった第２電極層の金属が外部に押し出されて突沸状態になり、金属化フィルムコンデンサの外観、耐湿性が劣化するという問題を有していた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記の課題を解決するものであり、２６０℃、１０秒間等の無鉛はんだリフローにおいても金属化フィルムコンデンサの第２電極層からの突沸がなく、かつ、耐湿性が向上した金属化フィルムコンデンサを提供するものである。
すなわち、一対の金属化フィルムを巻回した素子に、後巻用プラスチックフィルムを重ね巻きしてコンデンサ素子を形成し、該コンデンサ素子の両端面に電極引出部の第１電極層を形成した後、第２電極層を形成し、外部電極を取付ける金属化フィルムコンデンサおよびその製造方法において、
第１電極層を形成して樹脂含浸し、硬化した後、第２電極層を形成することを特徴とする金属化フィルムコンデンサおよびその製造方法である。
【０００６】
また、上記の第１電極層形成後、含浸する樹脂が粘度１〜１０００ｍＰａ・ｓのエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂であることを特徴とする金属化フィルムコンデンサである。
【０００７】
さらに、上記の第１電極層は銅６０〜７０％残亜鉛からなる合金、アルミニウム４０〜５６％とケイ素４％以上と亜鉛４０％以上からなる合金、亜鉛９０％以上で残アルミニウムからなる合金、亜鉛単体のいずれかで構成され、第２電極層は錫８０％以上で残亜鉛、銅から構成されることを特徴とする金属化フィルムコンデンサである。
【０００８】
そして、上記の第１および第２電極層を金属溶射により形成したことを特徴とする金属化フィルムコンデンサである。
【０００９】
また、上記の外部電極として板状端子を使用したことを特徴とする金属化フィルムコンデンサである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の金属化フィルムコンデンサは、コンデンサ素子の両端面に、高融点金属からなる第１電極層を形成した後、樹脂含浸し、余剰の樹脂を取り除き、硬化させた後、低融点金属からなる第２電極層を設けることにより、第２電極層には樹脂が含浸されないため、無鉛はんだリフローにより第２電極層が半溶融状態になっても金属が突沸状態になることはなく、外部端子の接合性を落とすことなく外観不良発生の防止、さらには耐湿性の向上も図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
一対の金属化フィルムを巻回した素子に後巻用フィルムを重ね巻回してコンデンサ素子３を形成し、該コンデンサ素子３の両端面に、電極引出部の第１電極層４ａを形成して樹脂含浸し、硬化させた後、第２電極層４ｂを形成する。第２電極層４ｂ形成後の樹脂含浸は行わない。
ここで、第１電極層は銅６０〜７０％残亜鉛からなる合金、アルミニウム４０〜５６％とケイ素４％以上と亜鉛４０％以上からなる合金、亜鉛９０％以上で残アルミニウムからなる合金、亜鉛単体のいずれかで構成し、第２電極層は錫８０％以上で残亜鉛および／または銅から構成される。
また、第１電極層形成後、含浸する樹脂は、エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂とする。
【実施例】
【００１２】
次に本発明の実施例を図１〜４に基づいて説明する。
［実施例１−１〜１−４］
【００１３】
図１は本発明の実施例によるコンデンサ素子の断面図である。誘電体フィルムＰＰＳ（ポリフェニンスルフィド）にアルミニウムを蒸着した一対の金属化フィルム１を重ねて巻回し、これに後巻用ＰＰＳフィルムを複数回巻回してコンデンサ素子３を形成した。
次いで、コンデンサ素子３の両端面に各々、表１に示す金属を溶射して電極引出部の第１電極層４ａ（厚さ０．１５ｍｍ）を構成した。
【００１４】
このコンデンサ素子に粘度８００ｍＰａ・ｓの液状エポキシ樹脂を真空度１００ｋＰａ以下で含浸し、余分に付着した樹脂を除去後、１１０℃で３時間加熱し、樹脂を硬化させた。
【００１５】
樹脂硬化後、１８０℃、４時間熱処理を行い、第１電極層４ａ上に錫８９％、残亜鉛、銅を金属溶射し、厚さ０．２５ｍｍの第２電極層４ｂを形成した。
そして、第２電極層４ｂ形成後、樹脂含浸は行わず、外部電極として図４（ａ）の板状端子を抵抗溶接により取り付けた。
上記のようにして、１００ＶＤＣ、０．１μＦのコンデンサを作製した。
【００１６】
（従来例１−１〜１−４）
上記実施例と同様に、コンデンサ素子３を形成し、その両端面に表１に示す金属を溶射して電極引出部の第１電極層４ａを構成した。
【００１７】
その後、第２電極層４ｂを錫８９％、残亜鉛、銅で形成し、粘度８００ｍＰａ・ｓの液状エポキシ樹脂を真空度１００ｋＰａ以下で含浸し、余分に付着した樹脂を除去後、１１０℃で３時間加熱し、樹脂を硬化させた。
【００１８】
このコンデンサ素子に外部電極として図４（ａ）の板状端子を抵抗溶接により取り付けた。
上記のようにして、１００ＶＤＣ、０．１μＦのコンデンサを作製した。
【００１９】
（比較例１−１〜１−４）
上記実施例と同様に、コンデンサ素子形成、および第１電極層４ａ、第２電極層４ｂ形成を行った後、樹脂含浸を行わず、外部電極として図４（ａ）の板状端子を抵抗溶接により取り付けた。
【００２０】
上記の実施例１−１〜１−４、従来例１−１〜１−４、および比較例１−１〜１−４について、２６０℃、１０秒間の無鉛はんだリフローを行い、また、６０℃、９５％の耐湿性試験を２０００時間実施して特性を測定した。ここで、試料数は各１０個とした。
その結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
表１より明らかなように、第１電極層を形成した後にエポキシ樹脂を含浸し、第２電極層を形成した後の樹脂含浸を行わなかった実施例１−１〜１−４では、リフローはんだ付け後、第２電極層の突沸はなく、耐湿性試験後の静電容量、ｔａｎδの変化が小さく、安定している。
一方、第２電極層まで樹脂含浸を行った従来例１−１〜１−４では、リフローはんだ付け後、第２電極層の突沸が発生し、耐湿性試験後の静電容量、ｔａｎδの変化も実施例１−１〜１−４より大きかった。
さらに、第１電極層、第２電極層に樹脂含浸を行わなかった比較例１−１〜１−４では突沸は発生しなかったが、耐湿試験後の特性が著しく悪化した。
ここで、エポキシ樹脂の粘度は１〜１０００ｍＰａ・ｓが適当である。１ｍＰａ・ｓ未満では含浸した樹脂が流れ出すという問題があり、また、１０００ｍＰａ・ｓを超えると、含浸率が低下する。
また、第１、第２電極層の合金組成は、金属材料の耐食性、はんだ付性、コストを考慮し、上記のように設定している。
【００２３】
［実施例２−１〜２−４］
上記実施例１−１〜１−４と同様にコンデンサ素子を作製し、両端面に表２に示す金属を溶射して第１電極層４ａ（厚さ０．１５ｍｍ）を構成した。
【００２４】
このコンデンサ素子に粘度２０ｍＰａ・ｓの液状シリコーン樹脂を超音波含浸し、余分に付着した樹脂を除去後、１１０℃で３時間加熱し、樹脂を硬化させた。
【００２５】
樹脂硬化後、１８０℃、４時間熱処理を行い、第１電極層４ａ上に錫８９％、残亜鉛、銅を金属溶射し、厚さ０．２５ｍｍの第２電極層４ｂを形成した。
そして、第２電極層４ｂ形成後、樹脂含浸は行わず、外部電極として図４（ａ）の板状端子を抵抗溶接により取り付けた。
上記のようにして、１００ＶＤＣ、０．１μＦのコンデンサを作製した。
【００２６】
（従来例２−１〜２−４）
上記実施例と同様に、コンデンサ素子３を形成し、その両端面に表２に示す金属を溶射して、電極引出部の第１電極層４ａを構成した。
【００２７】
その後、第２電極層４ｂを錫８９％、残亜鉛、銅で形成し、粘度２０ｍＰａ・ｓの液状シリコーン樹脂を真空度１００ｋＰａ以下で含浸し、余分に付着した樹脂を除去後、１１０℃で３時間加熱し、樹脂を硬化させた。
このコンデンサ素子に、外部電極として図４（ａ）の板状端子を抵抗溶接により取り付けた。
上記のようにして、１００ＶＤＣ、０．１μＦのコンデンサを作製した。
【００２８】
（比較例２−１〜２−４）
上記実施例と同様に、コンデンサ素子形成、および第１電極層４ａ、第２電極層４ｂ形成を行った後、樹脂含浸を行わず、外部電極として図４（ａ）の板状端子を抵抗溶接により取り付けた。
【００２９】
上記の実施例２−１〜２−４、従来例２−１〜２−４、および比較例２−１〜２−４について、２６０℃、１０秒間の無鉛はんだリフローを行い、また、６０℃、９５％の耐湿性試験を２０００時間実施して特性を測定した。ここで、試料数は各１０個とした。
その結果を表２に示す。
【００３０】
【表２】
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【００３１】
表２より明らかなように、第１電極層を形成した後にシリコーン樹脂を含浸し、第２電極層を形成した後の樹脂含浸を行わなかった実施例２−１〜２−４では、リフローはんだ付け後、第２電極層の突沸はなく、耐湿性試験後の静電容量、ｔａｎδの変化が小さく、安定している。
一方、第２電極層まで樹脂含浸を行った従来例２−１〜２−４では、リフローはんだ付け後、第２電極層の突沸が発生し、耐湿性試験後の静電容量、ｔａｎδの変化も実施例２−１〜２−４より大きかった。
さらに、第１電極層、第２電極層に樹脂含浸を行わなかった比較例１−１〜１−４では突沸は発生しなかったが、耐湿試験後の特性が著しく悪化した。
ここで、シリコーン樹脂の粘度は１〜１０００ｍＰａ・ｓが適当である。１ｍＰａ・ｓ未満では含浸した樹脂が流れ出すという問題があり、また、１０００ｍＰａ・ｓを超えると、含浸率が低下する。
【００３２】
上記実施例では、第２電極層に外部電極として図４（ａ）のような板状端子を接合したが、図４（ｂ）、（ｃ）のような形状の板状端子を用いた場合でも、上記と同様、第２電極層の突沸防止、耐湿性向上の効果が得られた。
【００３３】
また、上記実施例では、第１電極層が銅６５％残亜鉛からなる合金、アルミニウム４４％とケイ素６％と亜鉛５０％からなる合金、亜鉛９５％で残アルミニウムからなる合金、亜鉛単体のいずれかで構成され、第２電極層が錫８９％で残亜鉛、銅から構成されたものを用いたが、第１電極層が銅６０〜７０％残亜鉛からなる合金、アルミニウム４０〜５６％とケイ素４％以上と亜鉛４０％以上からなる合金、亜鉛９０％以上で残アルミニウムのいずれかで構成され、第２電極層が錫８０％以上残亜鉛および／または銅であれば同様の効果が得られる。
また、第２電極層の形成方法は、メッキ等の場合でも効果が得られるが、溶射が好ましく、さらに樹脂としてはエポキシ樹脂、シリコーン樹脂が好ましい。
なお、第１電極層の厚さは０．１〜０．２ｍｍの範囲が適当である。０．１ｍｍ未満では耐電流性が低下し、０．２ｍｍを超えると、小形化する上で好ましくない。
そして、第２電極層の厚さは０．２〜０．３ｍｍの範囲が適当である。０．２ｍｍ未満では外部電極との接合強度が低下し、０．３ｍｍを超えると、小形化する上で好ましくない。
また、樹脂硬化の条件は、実施例に限定されるものではなく、コンデンサ素子の大きさ、使用する樹脂により変更することができる。
そして、金属化フィルムもＰＰＳに限定されるものではなく、ポリエチレンテレフタート、ポリエチレンナフタレート等にアルミニウム、亜鉛を蒸着する公知の材料を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施例による金属化フィルムコンデンサのコンデンサ素子の断面図である。
【図２】図１の外観図である。
【図３】図１のコンデンサ素子に、外部電極を取り付けた状態を表す図である。
【図４】図３の外部電極に取り付ける板状端子の形状を表す図であり、（ａ）はコの字状、（ｂ）はＣ字状、（ｃ）は４個の太鼓状の開口部が形成されている。
【符号の説明】
【００３５】
１    金属化フィルム
１ａ  金属蒸着部
１ｂ  誘電体フィルム
２    後巻用プラスチックフィルム
３    コンデンサ素子
４ａ  第１電極層
４ｂ  第２電極層
５    外部電極（板状端子）
６    開口部
７    抵抗溶接部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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