(57)【要約】【課題】ポリフッ化ビニリデンを誘電体とするコンデンサ素子の実用化が図れるとともに、ポリフッ化ビニリデンを誘電体とするコンデンサ素子よりもさらに小型化することができる乾式金属蒸着フィルムコンデンサを提供すること。【解決手段】金属蒸着層２を有する高誘電率フィラー例えばチタン酸バリウム粉を混入したポリフッ化ビニリデン樹脂フィルム１を巻回し、その端面に金属を溶射して電極３ａ、３ｂを形成し、その電極３ａ、３ｂに外部端子４ａ、４ｂを接続固着してコンデンサ素子を形成し、前記外部端子４ａ、４ｂを導出して、表面樹脂層５ａ、金属層５ｂおよび内面樹脂層５ｃで形成された金属ラミネートフィルム５で外装して乾式金属蒸着フィルムコンデンサを形成する。【選択図】  図１
2009206313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属蒸着ポリフッ化ビニリデン樹脂フィルムを巻回し、その端面に金属を溶射して電極を形成してなるコンデンサ素子を、表面樹脂層、金属層および内面樹脂層で形成された金属ラミネートフィルムで外装してなる乾式金属蒸着フィルムコンデンサであって、前記ポリフッ化ビニリデン樹脂に高誘電率フィラーを混入してなることを特徴とする乾式金属蒸着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、電気機器などに使用するポリフッ化ビニリデン樹脂フィルムを誘電体とした乾式金属蒸着フィルムコンデンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートなどの高分子フィルムの表面にアルミニウム、亜鉛あるいはこれらの合金などの金属を蒸着した金属蒸着フィルムを巻回し、その両端面に亜鉛、鉛、錫あるいはこれらの合金を溶射して電極を形成し、その電極に端子を固着して構成した乾式コンデンサ素子は、電気機器などのたとえば時定数回路や発振回路に使用されている。
【０００３】
ところで、近年、電気機器などの小型化が進められているが、上記のようなポリプロピレンフィルム（以下、ＰＰフィルムという。）やポリエチレンテレフタレートフィルム（以下、ＰＥＴフィルムという。）を誘電体とするコンデンサそしでは、同一静電容量、電圧において小型化することができず電気機器の小型化に対応することができないという問題がある。
【０００４】
この問題を解消するためＰＰフィルム、ＰＥＴフィルムに代えて、ＰＰフィルム（比誘電率２．２）やＰＥＴフィルム（比誘電率３．２）よりも数倍比誘電率の大きいポリフッ化ビニリデンフィルム（比誘電率１０）を用いることが考えられている。
【特許文献１】特公昭４７−４９６６１号公報
【特許文献２】特公昭４６−３７９７２号公報
【０００５】
しかし、ポリフッ化ビニリデン樹脂を誘電体とするコンデンサ素子は、比誘電率が大きい分小型化することが可能であるが、そのコンデンサ素子を缶内に封入しても、またウレタンゴムでモールド外装しても、劣化が急速に進み実用に供することができないといった問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、ポリフッ化ビニリデンを誘電体とするコンデンサ素子の実用化が図れるとともに、ポリフッ化ビニリデンを誘電体とするコンデンサ素子よりもさらに小型化することができる乾式金属蒸着フィルムコンデンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、金属蒸着ポリフッ化ビニリデン樹脂フィルムを巻回し、その端面に金属を溶射して電極を形成してなるコンデンサ素子を、表面樹脂層、金属層および内面樹脂層で形成された金属ラミネートフィルムで外装してなる乾式金属蒸着フィルムコンデンサであって、前記ポリフッ化ビニリデン樹脂に高誘電率フィラーを混入してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、コンデンサ素子の誘電体として高誘電率フィラーたとえばチタン酸バリウムを混入したポリフッ化ビニリデン樹脂フィルムを使用するので、小型のコンデンサ素子とすることができるとともに、そのコンデンサ素子を、表面樹脂層、金属層および内面樹脂層で形成された金属ラミネートフィルムで外装するので、コンデンサ素子が完全に密封され、これにより長期にわたって電気絶縁破壊強度が低下することがなくなり、信頼性の高い乾式金属蒸着フィルムコンデンサを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
ポリフッ化ビニリデンを誘電体とするコンデンサ素子の実用化が図れるとともに、ポリフッ化ビニリデンを誘電体とするコンデンサ素子よりもさらに小型化することができる乾式金属蒸着フィルムコンデンサを提供する目的を、表面に金属層を蒸着した高誘電率フィラーを混入したポリフッ化ビニリデン樹脂フィルムを巻回してコンデンサ素子を形成し、そのコンデンサ素子を、表面樹脂層、金属層および内面樹脂層で形成された金属ラミネートフィルムで外装することにより実現した。
【実施例】
【００１０】
図１は本発明の実施例に係る金属蒸着フィルムコンデンサの構成を示す断面図である。図１において、１はチタン酸バリウム粉を体積比で約２０％混入したポリフッ化ビニリデン樹脂フィルム、２は蒸着金属層、３ａおよび３ｂは電極、４ａおよび４ｂは外部端子、５は金属ラミネートフィルムである。金属ラミネートフィルム５は、表面樹脂層５ａ、金属層５ｂおよび内面樹脂層５ｃで構成、具体的には表面樹脂層５ａおよび内面樹脂層５ｃは厚み約３０μｍのプラスチック層をなし、金属層５ｂは厚み約４０μｍのアルミニウムで構成されている。
【００１１】
チタン酸バリウム粉（比誘電率２０００以上）を混入したポリフッ化ビニリデン樹脂フィルムは、ポリフッ化ビニリデン樹脂を加熱溶融したところに、平均粒径０．３μｍ以下のチタン酸バリウム粉を混合攪拌し、これを延伸してフィルムに形成する。なお、チタン酸バリウム粉の混合量と比誘電率εの関係は、体積比で２０％の混入で約２０、ポリフッ化ビニリデン樹脂の比誘電率１０の２倍となり、体積比で３０％の混入で約３０、ポリフッ化ビニリデン樹脂の比誘電率１０の３倍となる。
【００１２】
そして、コンデンサ素子は、表面にアルミニウム、亜鉛あるいはこれらの合金などの金属を蒸着した、チタン酸バリウム粉を混入したポリフッ化ビニリデン樹脂フィルムの１対を重ねて巻回し、その後、電極引き出すため両端面に亜鉛などの金属を溶射して電極３ａおよび３ｂを形成し、各電極に外部端子４ａおよび４ｂを接続固定してコンデンサ素子を形成する。その後、このコンデンサ素子を、外部端子４ａおよび４ｂを導出した状態で金属ラミネートフィルム５で覆い、周囲３辺を熱溶着して閉じ、所定の熱処理を行った後残りの１辺を熱溶着してコンデンサ素子を金属ラミネートフィルム５で密閉する。
【００１３】
実施例１として、１２μｍ厚のチタン酸バリウム粉を混入した金属蒸着ポリフッ化ビニリデン樹脂フィルムを巻回し、定格２０００Ｖ、４０μＦのコンデンサ素子を上記のように金属ラミネートフィルムで外装して形成した。このときの体積は０．１３リットルである。
【００１４】
比較例１として、実施例１と同様に１２μｍ厚のチタン酸バリウム粉を混入した金属蒸着ポリフッ化ビニリデン樹脂フィルムを巻回し、定格２０００Ｖ、４０μＦのコンデンサ素子を形成し、所定の熱処理後ウレタンゴムでモールドしたコンデンサを形成した。このときの体積は０．１３リットルである。
【００１５】
比較例２として、１２μｍ厚の金属蒸着ポリフッ化ビニリデン樹脂フィルムを巻回し、定格２０００Ｖ、４０μＦのコンデンサ素子を形成し、コンデンサ素子を上記のように金属ラミネートフィルムで外装して形成した。このときの体積は０．２リットルである。
【００１６】
実施例１と比較例１は、比較例２と比べ体積が大幅に減少し、小型に構成することはできることが分かる。そこで、実施例１と比較例１について、定格電圧にて長期課電を行い、その途中で素子を取り出し絶縁強度を測定した。その結果を図２に示す。この図２において菱形記は実施例１、丸記は比較例１を示し、縦軸は定格電圧を１００として表し、横軸は経過時間である。図２から明らかなように、実施例１は１００００時間経過しても絶縁強度は最初の状態が維持されているが、比較例１は８０時間辺りから急激に絶縁強度が低下している。
【００１７】
また、実施例１と比較例１について、数種の電圧にて長期課電を行い、破壊時の電圧と時間を評価した。その結果を図３に示す。この図３において菱形記は実施例１、丸記は比較例１を示し、縦軸は定格電圧を１００とし表し、横軸は時間である。図３から明らかなように、実施例１は１２５つまり２５００Ｖの課電では１００００時間経過してもコンデンサ素子は破壊しないが、比較例１では、２０００Ｖの定格電圧の課電においてもコンデンサ素子は破壊する。
【００１８】
すなわち、以上の結果から本発明に係るコンデンサは、長期にわたり電気絶縁特性が安定で信頼性の高いコンデンサであることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例に係る乾式金属蒸着フィルムコンデンサの構成を示す断面図である。
【図２】乾式金属蒸着フィルムコンデンサ素子の絶縁破壊強度の測定結果を示す特性図である。
【図３】乾式金属蒸着フィルムコンデンサ素子の破壊時の電圧と時間を示す評価図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  高誘電率フィラーを混入したポリフッ化ビニリデン樹脂フィルム
２  蒸着金属層
３ａ、３ｂは電極
４ａ、４ｂ  外部端子
５  金属ラミネートフィルム
【図１】
2009206313.tif 000003
【図２】
2009206313.tif 000004
【図３】
2009206313.tif 000005