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JP5934881B2 - Metallized film capacitors - Google Patents

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Description

本発明は各種電子機器、電気機器、産業機器、自動車等に使用され、特に、ハイブリッド自動車のモータ駆動用インバータ回路の平滑用、フィルタ用、スナバ用に最適な金属化フィルムコンデンサに関するものである。   The present invention relates to a metallized film capacitor that is used in various electronic devices, electrical devices, industrial devices, automobiles, and the like, and is particularly suitable for smoothing, filtering, and snubbing of a motor drive inverter circuit of a hybrid vehicle.

近年、環境保護の観点から、あらゆる電気機器がインバータ回路で制御され、省エネルギー化、高効率化が進められている。中でも自動車業界においては、電気モータとエンジンで走行するハイブリッド車(以下、HEVと呼ぶ)が市場導入される等、地球環境に優しく、省エネルギー化、高効率化に関する技術の開発が活発化している。   In recent years, from the viewpoint of environmental protection, all electric devices are controlled by inverter circuits, and energy saving and high efficiency are being promoted. In particular, in the automobile industry, hybrid vehicles (hereinafter referred to as HEVs) that run on electric motors and engines have been introduced into the market, and the development of technologies relating to energy saving and high efficiency has been activated, which is friendly to the global environment.

このようなHEV用の電気モータは使用電圧領域が数百ボルトと高いため、この電気モータに関連して使用されるコンデンサとして、高耐電圧で低損失の電気特性を有する金属化フィルムコンデンサが注目されており、更に市場におけるメンテナンスフリー化の要望からも極めて寿命が長い金属化フィルムコンデンサを採用する傾向が目立っている。   Since such an electric motor for HEV has a high operating voltage range of several hundred volts, a metalized film capacitor having high withstand voltage and low loss electric characteristics is attracting attention as a capacitor used in connection with this electric motor. In addition, the trend of adopting a metallized film capacitor having a very long life is conspicuous from the demand for maintenance-free in the market.

そして、この金属化フィルムコンデンサは、一般に金属箔を電極に用いるものと、誘電体フィルム上に設けた蒸着金属を電極に用いるものとに大別される。中でも、蒸着金属を電極(以下、金属蒸着電極と呼ぶ)とする金属化フィルムコンデンサは、金属箔のものに比べて電極の占める体積が小さく、小型軽量化が図れる。また金属蒸着電極特有の自己回復機能(欠陥部周辺の金属蒸着電極が蒸発・飛散し、コンデンサの機能が回復する性能を意味し、一般にセルフヒーリング性と呼ばれる。)により絶縁破壊に対する信頼性が高いことから、従来から広く用いられているものである。金属蒸着電極は、薄いほど蒸発・飛散しやすく、セルフヒーリング性が良くなるため、耐電圧が高くなる。   And this metallized film capacitor | condenser is divided roughly into what uses metal foil for an electrode generally, and the thing which uses the vapor deposition metal provided on the dielectric film for an electrode. In particular, a metallized film capacitor using an evaporated metal as an electrode (hereinafter referred to as a metal evaporated electrode) has a smaller volume occupied by the electrode than a metal foil, and can be reduced in size and weight. High reliability against dielectric breakdown due to self-healing function peculiar to metal-deposited electrodes (meaning the ability of the metal-deposited electrodes around the defect to evaporate and scatter and restore the function of the capacitor, generally called self-healing) Therefore, it has been widely used conventionally. The thinner the metal-deposited electrode is, the easier it is to evaporate and scatter, and the better the self-healing property, the higher the withstand voltage.

図6はこの種の従来の金属化フィルムコンデンサの構成を示した断面図、図7(a)、(b)は同金属化フィルムコンデンサに使用される一対の金属化フィルムを示した平面図である。図6と図7に示すように、金属蒸着電極101aと金属蒸着電極101bはポリプロピレンフィルム等の誘電体フィルム102a、102bの片面上に一端の絶縁マージン103a、103bを除いてアルミニウムを蒸着することで形成されている。この金属蒸着電極101aと101bは、誘電体フィルム102a、102bの絶縁マージン103a、103bの反対側の端部において亜鉛を溶射することで形成されたメタリコン104a、104bと接続されており、この構成により外部に電極を引き出している。   FIG. 6 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional metallized film capacitor of this type, and FIGS. 7A and 7B are plan views showing a pair of metallized films used in the metallized film capacitor. is there. As shown in FIGS. 6 and 7, the metal vapor deposition electrode 101a and the metal vapor deposition electrode 101b are formed by vapor-depositing aluminum on one surface of dielectric films 102a and 102b such as a polypropylene film except for the insulation margins 103a and 103b at one end. Is formed. The metal vapor-deposited electrodes 101a and 101b are connected to metallicons 104a and 104b formed by spraying zinc at opposite ends of the insulation margins 103a and 103b of the dielectric films 102a and 102b. The electrode is pulled out to the outside.

また、上記金属蒸着電極101a、101bは、容量を形成する有効電極部の幅Wの略中央部から絶縁マージン103a、103bに向かう側に、オイル転写により形成された金属蒸着電極を有しない非蒸着のスリット105a、105bにより複数の分割電極106a、106bに夫々区分され、かつ、有効電極部の幅Wの略中央部から絶縁マージン103a、103bと反対側でメタリコン104a、104bに近い側に位置する誘電体フィルム102a、102bの片面全体に蒸着された金属蒸着電極101a、101bにヒューズ107a、107bで並列接続しているものである。   Further, the metal vapor-deposited electrodes 101a and 101b are non-vapor-deposited having no metal vapor-deposited electrode formed by oil transfer on the side from the substantially central part of the width W of the effective electrode part forming the capacitance toward the insulation margins 103a and 103b. Are divided into a plurality of divided electrodes 106a and 106b by the slits 105a and 105b, and are positioned on the side opposite to the insulation margins 103a and 103b from the substantially central part of the width W of the effective electrode part and closer to the metallicons 104a and 104b. The dielectric films 102a and 102b are connected in parallel to the metal vapor-deposited electrodes 101a and 101b deposited on one surface of the dielectric films 102a and 102b by fuses 107a and 107b.

このように構成された従来の金属化フィルムコンデンサは、セルフヒーリング性を有し、しかもヒューズ107a、107bにより発熱の少ない金属化フィルムコンデンサを実現できる。すなわち、金属蒸着電極101a、101bにおいて通電する電流は、メタリコン104a、104bに近いほど大きく、離れるほど小さくなっていくものである。従って、流れる電流の少なくなっていく絶縁マージン103a、103bに近い側にヒューズ107a、107b、分割電極106a、106bを設けているので、流れる電流によるヒューズ107a、107bでの発熱を少なくでき、温度上昇を抑制することができるというものであった。   The conventional metallized film capacitor configured as described above has a self-healing property and can realize a metallized film capacitor with less heat generation by the fuses 107a and 107b. In other words, the current passed through the metal vapor-deposited electrodes 101a and 101b increases as it approaches the metallicons 104a and 104b and decreases as it moves away. Therefore, since the fuses 107a and 107b and the divided electrodes 106a and 106b are provided on the side closer to the insulation margins 103a and 103b where the flowing current decreases, the heat generated in the fuses 107a and 107b due to the flowing current can be reduced, and the temperature rises. It was to be able to suppress.

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1や2が知られている。   For example, Patent Documents 1 and 2 are known as prior art document information related to the invention of this application.

特開2004−134561号公報JP 2004-134561 A 国際公開第2011/055517号International Publication No. 2011/055517

このような金属化フィルムコンデンサの耐湿性を向上させる方法としては、金属蒸着電極に合金を使用する方法が挙げられる。すなわち、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム等の複数の金属にて形成された合金を電極として用いることで金属化フィルムコンデンサの耐湿性を向上させることが可能となる。   As a method of improving the moisture resistance of such a metallized film capacitor, a method of using an alloy for the metal vapor-deposited electrode can be mentioned. That is, it is possible to improve the moisture resistance of the metallized film capacitor by using an alloy formed of a plurality of metals such as aluminum, zinc, and magnesium as an electrode.

例えば、アルミニウムを主とし、マグネシウムを添加した合金電極では、下記の化学式で示すような反応より、金属化フィルム中、あるいは金属化フィルム表面の水分を低減することができるようになり、耐湿性の向上を図ることが可能となる。   For example, in an alloy electrode mainly composed of aluminum and added with magnesium, moisture in the metallized film or on the surface of the metallized film can be reduced by the reaction shown by the following chemical formula, and moisture resistance is improved. It is possible to improve.

Mg+2H2O→Mg(OH)2+H2
このように合金を使用した電極では、漏れ電流の因子である水分を低減することができ、金属化フィルムコンデンサの特性を向上させることができるものであった。
Mg + 2H 2 O → Mg (OH) 2 + H 2
Thus, in the electrode using an alloy, the moisture which is a factor of the leakage current can be reduced, and the characteristics of the metallized film capacitor can be improved.

しかしながら、発明者の検証の結果、アルミニウムにマグネシウムを添加した合金電極を用いた金属化フィルムコンデンサは自己回復機能が低下し、耐電圧特性が低下する場合があることが確認された。   However, as a result of the inventor's verification, it was confirmed that a metallized film capacitor using an alloy electrode in which magnesium is added to aluminum has a reduced self-healing function and may have a reduced withstand voltage characteristic.

これは、マグネシウムが有する性質に原因があると推測される。   This is presumed to be caused by the properties of magnesium.

すなわち、金属化フィルムコンデンサは、その特徴として上述のセルフヒーリング性を有しているが、マグネシウムは蒸発・飛散が起こりにくくなる性質が見受けられ、このためマグネシウムを添加した合金を用いた金属化フィルムコンデンサは従来のアルミニウム単体にて形成された電極を用いた金属化フィルムコンデンサと比較してセルフヒーリング性が劣ってしまい、この結果、金属化フィルムコンデンサの耐電圧特性の劣化を招いてしまうという課題が生じると考えられる。   In other words, the metallized film capacitor has the above-mentioned self-healing property as a feature, but magnesium is found to be less likely to evaporate and scatter. Therefore, a metallized film using an alloy added with magnesium. Capacitors are inferior in self-healing properties compared to conventional metallized film capacitors using electrodes formed of aluminum alone, resulting in deterioration of the withstand voltage characteristics of the metallized film capacitors. Is considered to occur.

そこで、本発明はこのような課題を解決し、優れた耐電圧特性と耐湿性を両立することが可能な金属化フィルムコンデンサを提供することを目的とするものである。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a metallized film capacitor capable of solving such problems and achieving both excellent withstand voltage characteristics and moisture resistance.

この課題を解決するために本発明は、一対の金属化フィルムの金属蒸着電極のうち少なくとも一方は、アルミニウムとマグネシウムを用いた構成であり、マグネシウムの原子濃度比率が大電極部において最大となるものである。   In order to solve this problem, the present invention has a configuration in which at least one of the metal-deposited electrodes of a pair of metallized films uses aluminum and magnesium, and the atomic concentration ratio of magnesium is maximized in the large electrode portion. It is.

本発明による金属化フィルムコンデンサは、優れた耐電圧性を発揮することができる。その理由は、金属化フィルムコンデンサの耐電圧は、分割小電極部のセルフヒーリング性の影響を受けやすいため、分割小電極部のマグネシウム濃度を大電極部よりも小さくすることで耐電圧減少を抑制することができるためである。   The metallized film capacitor according to the present invention can exhibit excellent voltage resistance. The reason is that the withstand voltage of metallized film capacitors is easily affected by the self-healing property of the divided small electrode part, so the decrease in withstand voltage is suppressed by making the magnesium concentration of the divided small electrode part smaller than that of the large electrode part. This is because it can be done.

以上より本発明は、耐電圧性を高めることができる。   As described above, the present invention can improve the voltage resistance.

本発明の実施例における金属化フィルムコンデンサの構成を示した断面図Sectional drawing which showed the structure of the metallized film capacitor in the Example of this invention (a)、(b)本発明の実施例における金属化フィルムコンデンサに使用される金属化フィルムの構成を示した平面図(A), (b) The top view which showed the structure of the metallized film used for the metallized film capacitor in the Example of this invention 本発明の実施例における金属化フィルムコンデンサの耐電圧を示す図The figure which shows the withstand voltage of the metallized film capacitor in the Example of this invention 本発明の実施例における金属化フィルムコンデンサの耐湿性を示す図The figure which shows the moisture resistance of the metallized film capacitor in the Example of this invention 本発明の実施例における金属化フィルム中のマグネシウム濃度と耐湿性向上度を示す図The figure which shows the magnesium concentration in a metallized film in an Example of this invention, and a moisture-resistant improvement degree 従来の金属化フィルムコンデンサの構成を示した断面図Sectional view showing the structure of a conventional metallized film capacitor (a)、(b)従来の金属化フィルムコンデンサに使用される金属化フィルムの構成を示した平面図(A), (b) The top view which showed the structure of the metallized film used for the conventional metallized film capacitor

以下、図1〜図2を用いて、本発明の実施例における金属化フィルムコンデンサの構成について説明する。   Hereafter, the structure of the metallized film capacitor in the Example of this invention is demonstrated using FIGS. 1-2.

図1は本実施例の金属化フィルムコンデンサの構成を示した断面図であり、図2(a)、図2(b)は本発明の金属化フィルムコンデンサに用いられる一対の金属化フィルムの平面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the metallized film capacitor of this example. FIGS. 2 (a) and 2 (b) are plan views of a pair of metallized films used in the metallized film capacitor of the present invention. FIG.

図1において、第1の金属化フィルム1はP極用、第2の金属化フィルム2はN極用の金属化フィルムである。そして、これら第1の金属化フィルム1および第2の金属化フィルム2を一対として重ね合わせ、これを複数ターン巻回したものを素子として金属化フィルムコンデンサを形成している。   In FIG. 1, the 1st metallized film 1 is a metallized film for P poles, and the 2nd metallized film 2 is a metallized film for N poles. Then, the first metallized film 1 and the second metallized film 2 are overlapped as a pair, and a metallized film capacitor is formed by using a plurality of turns wound as an element.

図1に示すように、第1の金属化フィルム1は誘電体となるポリプロピレンからなる誘電体フィルム3aの片面上に金属蒸着電極4aが形成されている。端部には第2の金属化フィルム2と絶縁するために絶縁マージン5aが設けられている。   As shown in FIG. 1, the first metallized film 1 has a metal vapor-deposited electrode 4a formed on one surface of a dielectric film 3a made of polypropylene as a dielectric. An insulating margin 5a is provided at the end portion to insulate the second metallized film 2.

この金属蒸着電極4aはメタリコン6aと接続されて電極を引き出す。メタリコン6aは、例えば亜鉛溶射により形成でき、金属蒸着電極4aの端面に形成される。   This metal vapor deposition electrode 4a is connected to the metallicon 6a to draw out the electrode. The metallicon 6a can be formed by, for example, zinc spraying, and is formed on the end face of the metal deposition electrode 4a.

金属蒸着電極4aは、図2(a)に示すように、容量を形成する有効電極部の幅W方向における略中央から絶縁マージン5aに向かう側に、縦マージン7aおよび横マージン8aが形成されている。縦マージン7aと横マージン8aは、オイル転写により形成され、金属蒸着電極4aが蒸着されていない。これにより金属蒸着電極4aは、メタリコン6a側が大電極部9aとなり、絶縁マージン5a側が縦マージン7aおよび横マージン8aにより複数に区分けされた分割小電極部10aとなる。   As shown in FIG. 2A, the metal vapor-deposited electrode 4a has a vertical margin 7a and a horizontal margin 8a formed on the side toward the insulating margin 5a from the approximate center in the width W direction of the effective electrode portion forming the capacitance. Yes. The vertical margin 7a and the horizontal margin 8a are formed by oil transfer, and the metal deposition electrode 4a is not deposited. As a result, the metal deposition electrode 4a becomes the large electrode portion 9a on the metallicon 6a side, and becomes the divided small electrode portion 10a divided into a plurality of portions by the vertical margin 7a and the horizontal margin 8a on the insulating margin 5a side.

この分割小電極部10aは図2(a)に示されるように、大電極部9aとヒューズ11aにて電気的に並列に接続されており、また隣接する分割小電極部10aどうしもヒューズ12aにて電気的に並列に接続されている。   As shown in FIG. 2A, the divided small electrode portion 10a is electrically connected in parallel by a large electrode portion 9a and a fuse 11a, and adjacent divided small electrode portions 10a are also connected to the fuse 12a. Are electrically connected in parallel.

ここで、大電極部9aは図2(a)に示されるように、誘電体フィルム3aの片面に有効電極部の幅Wの略中央部からメタリコン6aにかけて形成されている。各分割小電極部10aの幅は有効電極部の幅Wの約1/4で、誘電体フィルム3aの片面に有効電極部の幅Wの略中央部から絶縁マージン5aにかけて形成されている。なお、この分割小電極部10aは有効電極部(幅W)略中央部から絶縁マージン5aにかけて2つ設けた構成としたが、これに限らず3つ以上設けた構成としてもよい。   Here, as shown in FIG. 2A, the large electrode portion 9a is formed on one surface of the dielectric film 3a from the substantially central portion of the width W of the effective electrode portion to the metallicon 6a. The width of each divided small electrode portion 10a is about ¼ of the width W of the effective electrode portion, and is formed on one surface of the dielectric film 3a from the substantially central portion of the width W of the effective electrode portion to the insulation margin 5a. The two divided small electrode portions 10a are provided from the substantially central portion of the effective electrode portion (width W) to the insulation margin 5a. However, the present invention is not limited to this, and a configuration in which three or more are provided may be employed.

実使用時において、絶縁の欠陥部分で短絡が生じた場合には短絡のエネルギーで欠陥部分周辺の金属蒸着電極4aが蒸発・飛散して絶縁が復活する。この自己回復機能により、第1の金属化フィルム1、第2の金属化フィルム2間の一部が短絡しても金属化フィルムコンデンサの機能が回復する。また、分割小電極部10aの不具合により分割小電極部10aに大量の電流が流れた場合には、ヒューズ11a、あるいはヒューズ12aが飛散することで不具合の生じている部分の分割小電極部10aの電気的接続が切断され、金属化フィルムコンデンサの電流は正常な状態に戻る。   In the actual use, when a short circuit occurs in the defective part of the insulation, the metal vapor deposition electrode 4a around the defective part is evaporated and scattered by the short circuit energy, and the insulation is restored. With this self-healing function, the function of the metallized film capacitor is recovered even if a part between the first metallized film 1 and the second metallized film 2 is short-circuited. In addition, when a large amount of current flows through the divided small electrode portion 10a due to a defect in the divided small electrode portion 10a, the fuse 11a or the fuse 12a is scattered and the portion of the divided small electrode portion 10a in which the defect is caused is scattered. The electrical connection is broken and the metalized film capacitor current returns to normal.

第2の金属化フィルム2は、第1の金属化フィルム1と同様、図1に示されるように、誘電体となるポリプロピレンの誘電体フィルム3bの片面上に一端の絶縁マージン5bを除いて金属蒸着電極4bが形成されている。ただし、第2の金属化フィルム2と第1の金属化フィルム1とではメタリコンに接続される方向が異なり、第2の金属化フィルム2は、第1の金属化フィルム1が接続されたメタリコン6aと対向して配置されたメタリコン6bに接続されている。また、金属蒸着電極4bは、容量を形成する有効電極部の幅Wにおける略中央部から絶縁マージン5bに向かう側に、金属蒸着電極を有しない非蒸着の縦マージン7bおよび横マージン8bにより大電極部9bと複数の分割小電極部10bに区分されている。   Like the first metallized film 1, the second metallized film 2 is made of metal except for an insulating margin 5b at one end on one side of a dielectric film 3b made of polypropylene as a dielectric, as shown in FIG. A vapor deposition electrode 4b is formed. However, the direction in which the second metallized film 2 and the first metallized film 1 are connected to the metallicon is different, and the second metallized film 2 is a metallicon 6a to which the first metallized film 1 is connected. Are connected to a metallicon 6b arranged opposite to the above. Further, the metal vapor deposition electrode 4b has a large electrode by a non-vapor deposition vertical margin 7b and a horizontal margin 8b which do not have a metal vapor deposition electrode on the side from the substantially central portion in the width W of the effective electrode portion forming the capacitance toward the insulation margin 5b. It is divided into a portion 9b and a plurality of divided small electrode portions 10b.

この分割小電極部10bは、図2(b)に示されるように第1の金属化フィルム1の分割小電極部10aと同様の構成となっており、大電極部9bとヒューズ11bにて並列接続され、また分割小電極部10bどうしもヒューズ12bにて並列接続されている。分割小電極部10b、ヒューズ11b、12bを備えることによる効果も第1の金属化フィルム1と同様である。   As shown in FIG. 2B, the divided small electrode portion 10b has the same configuration as the divided small electrode portion 10a of the first metallized film 1, and is arranged in parallel by the large electrode portion 9b and the fuse 11b. In addition, the divided small electrode portions 10b are connected in parallel by the fuse 12b. The effect obtained by providing the divided small electrode portion 10b and the fuses 11b and 12b is the same as that of the first metallized film 1.

なお本実施例では、金属蒸着電極4a、4bを大電極部9a、9b、分割小電極部10a、10bに区分けしたが、区分けしない場合も、コンデンサとして機能する。   In this embodiment, the metal vapor-deposited electrodes 4a and 4b are divided into large electrode portions 9a and 9b and divided small electrode portions 10a and 10b, but they function as capacitors even when they are not divided.

また本実施例では誘電体フィルム3a、3bとしてポリプロピレンフィルムを用いたが、これ以外にもポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニルサルファイド、ポリスチレンなどを用いてもよい。   In this embodiment, polypropylene films are used as the dielectric films 3a and 3b. However, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyphenyl sulfide, polystyrene, and the like may be used.

本実施例の金属化フィルムコンデンサでは第1の金属化フィルム1または第2の金属化フィルム2の金属蒸着電極4a、4bのうち少なくとも一方は、アルミニウムとマグネシウムからなる合金電極膜である。この金属蒸着電極4a(4b)において、マグネシウムの原子濃度分布は、大電極部で最大値となる。単位面積あたりの金属蒸着電極4a、4b中におけるマグネシウムの含有量は2.0wt%〜40wt%とした。またマグネシウムが多すぎると抵抗が大きくなる為、上記範囲とすることが適当である。   In the metallized film capacitor of this example, at least one of the metal vapor deposited electrodes 4a and 4b of the first metallized film 1 or the second metallized film 2 is an alloy electrode film made of aluminum and magnesium. In this metal vapor deposition electrode 4a (4b), the atomic concentration distribution of magnesium becomes maximum at the large electrode portion. The magnesium content in the metal vapor deposition electrodes 4a and 4b per unit area was set to 2.0 wt% to 40 wt%. Moreover, since resistance will become large when there is too much magnesium, it is suitable for the said range.

(実施例1)
実施例1の金属化フィルムコンデンサは上述の図1で示したような構成となっており、さらにP極である金属蒸着電極4a、N極である金属蒸着電極4bに用いる電極材料としてアルミニウムとマグネシウムの合金を用いた。なお、本実施例1の第1の金属化フィルム1と第2の金属化フィルム2は、同一の電極材料、誘電体材料(ポリプロピレンの誘電体フィルム)を用いて同一の製造方法から形成されるものであるため、下記に述べる本実施例1の金属化フィルムの特徴は第1の金属化フィルム1と第2の金属化フィルム2に共通するものである。
Example 1
The metalized film capacitor of Example 1 is configured as shown in FIG. 1 above, and aluminum and magnesium are used as electrode materials used for the metal deposition electrode 4a as the P pole and the metal deposition electrode 4b as the N pole. This alloy was used. In addition, the 1st metallized film 1 and the 2nd metallized film 2 of the present Example 1 are formed from the same manufacturing method using the same electrode material and dielectric material (polypropylene dielectric film). Therefore, the characteristics of the metallized film of Example 1 described below are common to the first metallized film 1 and the second metallized film 2.

次に、図3、図4に示すように、従来例1として、アルミニウムの層のみからなる従来の金属蒸着電極を形成した金属化フィルムを用いた。   Next, as shown in FIGS. 3 and 4, a metallized film on which a conventional metal vapor-deposited electrode consisting only of an aluminum layer was formed as Conventional Example 1.

比較例1として、金属蒸着電極4a(4b)において、マグネシウムの原子濃度分布は、分割小分割部で最大値となる金属蒸着電極の金属化フィルムを用いた。   As Comparative Example 1, in the metal vapor deposition electrode 4a (4b), a metallized film of the metal vapor deposition electrode having the maximum magnesium atom concentration distribution in the divided subdivision portions was used.

本実施例1と、前述の従来例1および比較例1の金属化フィルムコンデンサを用いて短時間耐電圧試験および耐湿性試験を行った。   A short-time withstand voltage test and a moisture resistance test were performed using the metallized film capacitor of Example 1 and the above-described Conventional Example 1 and Comparative Example 1.

短時間耐電圧試験は、本実施例の金属化フィルムと従来例1、比較例1の金属化フィルムとを用い、100℃雰囲気下、所定時間ごとに一定電圧ずつ昇圧し、コンデンサの容量変化率が−5%になる電圧(耐電圧)を測定し、その電圧から耐電圧を求めたものである。耐電圧の変化率は(実施例1または比較例1の耐電圧Vt−従来例1の耐電圧V0)/V0を百分率(%)で示すものである。 In the short-time withstand voltage test, the metallized film of this example and the metallized films of Conventional Example 1 and Comparative Example 1 were boosted by a constant voltage every predetermined time in an atmosphere of 100 ° C., and the capacitance change rate of the capacitor Is a voltage (withstand voltage) at which −5% is obtained, and the withstand voltage is determined from the voltage. The rate of change of withstand voltage indicates (withstand voltage V t of Example 1 or Comparative Example 1−withstand voltage V 0 of Conventional Example 1) / V 0 in percentage (%).

耐湿性試験は、85℃/85%r.h.の高温高湿度の条件下で650Vの電圧を印加し続け、コンデンサの容量変化率が−5%になる時間(耐湿性)を測定したものである。耐湿性向上度は実施例1または比較例1の耐湿性ht/従来例1の耐湿性h0で示すものである。 The moisture resistance test was 85 ° C / 85% r. h. A voltage of 650 V was continuously applied under the conditions of high temperature and high humidity, and the time (humidity resistance) when the capacitance change rate of the capacitor was −5% was measured. The degree of improvement in moisture resistance is indicated by the moisture resistance h t of Example 1 or Comparative Example 1 / the moisture resistance h 0 of Conventional Example 1.

Figure 0005934881
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上記(表1)は、短時間耐電圧試験および耐湿性試験における本実施例1および従来例1の耐電圧変化率(%)および耐湿性向上度を示すものである。   The above (Table 1) shows the withstand voltage change rate (%) and the degree of improvement in moisture resistance of Example 1 and Conventional Example 1 in the short-time withstand voltage test and the moisture resistance test.

(表1)から分かるように、比較例1は従来例1よりも1.5倍の高い耐湿性を示しているが、耐電圧は3%減少している。一方実施例1は、比較例1とほぼ同等の耐湿性を示し、従来例1よりも1.4倍の高い耐湿性を示している。また、耐電圧については、比較例1よりも高く従来例1と比べて略同等の耐電圧を示している。   As can be seen from Table 1, Comparative Example 1 shows 1.5 times higher moisture resistance than Conventional Example 1, but the withstand voltage is reduced by 3%. On the other hand, Example 1 shows substantially the same moisture resistance as that of Comparative Example 1 and 1.4 times higher moisture resistance than Conventional Example 1. Further, the withstand voltage is higher than that of Comparative Example 1 and is substantially equivalent to that of Conventional Example 1.

その理由を以下に説明する。上述したようにマグネシウムを添加した合金を金属蒸着電極に用いた金属化フィルムコンデンサでは金属蒸着電極の蒸発・飛散が起こりにくくなる性質が見受けられ、セルフヒーリング性が低下する。そのため、耐電圧が低下する。また、金属化フィルムコンデンサの耐電圧は、分割小電極部のセルフヒーリング性の影響を受けやすい性質が見受けられる。そのため、分割小電極部のマグネシウム濃度を大電極部よりも小さくすることでセルフヒーリング性が維持され耐電圧減少が抑制される。   The reason will be described below. As described above, in a metallized film capacitor using an alloy to which magnesium is added as a metal vapor deposition electrode, the metal vapor deposition electrode is less likely to evaporate and scatter, and the self-healing property is lowered. As a result, the withstand voltage decreases. Further, the withstand voltage of the metallized film capacitor tends to be affected by the self-healing property of the divided small electrode part. Therefore, the self-healing property is maintained and the withstand voltage reduction is suppressed by making the magnesium concentration of the divided small electrode portion smaller than that of the large electrode portion.

なお、分割小電極部の厚みを大電極部の厚みよりも薄くしてもよい。これにより分割小電極部が飛散しやすくなり、セルフヒーリング性をより高めることが出来る。厚みは例えば電極部の断面をTEM(Transmission Electron Microscope)観察し、その平均値から求めることができる。   Note that the thickness of the divided small electrode portion may be smaller than the thickness of the large electrode portion. As a result, the divided small electrode portions are easily scattered, and the self-healing property can be further improved. The thickness can be obtained, for example, by observing the cross section of the electrode portion by TEM (Transmission Electron Microscope) and calculating the average value.

次に、合金を用いた電極膜中のマグネシウム濃度と耐湿性変化を確認した。   Next, the magnesium concentration and the moisture resistance change in the electrode film using the alloy were confirmed.

図5は、実施例1の合金電極膜中のマグネシウム濃度と耐湿性向上度を示している。耐湿性向上度は、上記の従来例1(アルミニウム単体の電極膜)の耐湿性を1とした場合の各サンプルの耐湿性を示す。マグネシウム量が2.0wt%、5.7wt%、7.9wt%、18.9wt%、と増加するに伴い、耐湿性向上度は1.1倍、1.8倍、2.0倍、2.5倍と耐湿性が向上した。このことから、合金電極膜中のマグネシウム量を増加させることで、耐湿性を向上可能である。しかし、上述したように、マグネシウムが多すぎると抵抗が大きくなる為、上限は40wt%とし、2.0wt%〜40wt%とすることが適当である。   FIG. 5 shows the magnesium concentration in the alloy electrode film of Example 1 and the degree of improvement in moisture resistance. The degree of improvement in moisture resistance indicates the moisture resistance of each sample when the moisture resistance of Conventional Example 1 (aluminum electrode film) is 1. As the amount of magnesium increases to 2.0 wt%, 5.7 wt%, 7.9 wt%, 18.9 wt%, the degree of improvement in moisture resistance is 1.1 times, 1.8 times, 2.0 times 2 Moisture resistance improved by 5 times. From this, it is possible to improve moisture resistance by increasing the amount of magnesium in the alloy electrode film. However, as described above, when the amount of magnesium is too large, the resistance increases. Therefore, it is appropriate that the upper limit is 40 wt%, and 2.0 wt% to 40 wt%.

本発明による金属化フィルムコンデンサは、優れた耐湿性を有しており、各種電子機器、電気機器、産業機器、自動車等に用いられるコンデンサとして好適に採用でき、特に高耐湿性、高耐電圧特性が求められる自動車用分野に有用である。   The metallized film capacitor according to the present invention has excellent moisture resistance, and can be suitably used as a capacitor used in various electronic equipment, electrical equipment, industrial equipment, automobiles, etc., and particularly has high moisture resistance and high withstand voltage characteristics. This is useful in the field of automobiles that are required.

1 第1の金属化フィルム
2 第2の金属化フィルム
3a、3b 誘電体フィルム
4a、4b 金属蒸着電極
5a、5b 絶縁マージン
6a、6b メタリコン
7a、7b 縦マージン
8a、8b 横マージン
9a、9b 大電極部
10a、10b 分割小電極部
11a、11b ヒューズ
12a、12b ヒューズ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st metallized film 2 2nd metallized film 3a, 3b Dielectric film 4a, 4b Metal vapor deposition electrode 5a, 5b Insulation margin 6a, 6b Metallicon 7a, 7b Vertical margin 8a, 8b Horizontal margin 9a, 9b Large electrode Part 10a, 10b Divided small electrode part 11a, 11b Fuse 12a, 12b Fuse

Claims (2)

誘電体フィルム上に金属蒸着電極を形成した金属化フィルムを一対とし、この一対の金属化フィルムに形成された夫々の金属蒸着電極が誘電体フィルムを介して対向するように重ね合わせて巻回または積層した素子を備え、
前記一対の金属化フィルムの金属蒸着電極のうち少なくとも一方は、
金属蒸着電極膜を有しない非蒸着のスリットにより大電極部と分割小電極部に夫々区分されるとともに、
アルミニウムとマグネシウムを主成分とし、マグネシウムの原子濃度分布が前記大電極部において最大となる、金属化フィルムコンデンサ。
A pair of metallized films on which a metal vapor-deposited electrode is formed on a dielectric film, and the metal vapor-deposited electrodes formed on the pair of metallized films are overlapped so as to face each other through the dielectric film, or wound or With stacked elements,
At least one of the metal vapor deposition electrodes of the pair of metallized films is
It is divided into a large electrode part and a divided small electrode part by a non-evaporation slit without a metal vapor deposition electrode film,
A metallized film capacitor comprising aluminum and magnesium as main components, wherein the atomic concentration distribution of magnesium is maximized at the large electrode portion.
前記分割小電極部は、前記大電極部よりも薄い、請求項1に記載の金属化フィルムコンデンサ。 The metallized film capacitor according to claim 1, wherein the divided small electrode portion is thinner than the large electrode portion.
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