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JP2008277671A - Metallized film capacitor and PEN film used therefor - Google Patents

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JP2008277671A
JP2008277671A JP2007122067A JP2007122067A JP2008277671A JP 2008277671 A JP2008277671 A JP 2008277671A JP 2007122067 A JP2007122067 A JP 2007122067A JP 2007122067 A JP2007122067 A JP 2007122067A JP 2008277671 A JP2008277671 A JP 2008277671A
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pen
metallized
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metallized film
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Application number
JP2007122067A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroki Takeoka
宏樹 竹岡
Hiroshi Fujii
浩 藤井
Yukikazu Ochi
幸和 大地
Yukihiro Shimazaki
幸博 島▲崎▼
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve high heat resistance and high withstand voltage at the same time regarding a metallized film capacitor used for a motor vehicle or the like. <P>SOLUTION: The capacitor comprises an element whereon a pair of metallized films are wound so that a metal vapor deposition electrode 2 is disposed opposed via a dielectric film 1 and a metallicon electrode 4 formed in both ends of the element. A PEN film which does not contain a filler is used as the dielectric film 1 and thermal contraction rate of the PEN film in a longitudinal direction at 150°C is 1.5 to 4.0%. According to this constitution, unevenness of a film surface is reduced as filler is not incorporated, and the film does not bite air when the dielectric film 1 is wound in lamination. Furthermore, since thermal contraction rate in a longitudinal direction is large, an element of higher winding fastening force can be obtained by carrying out thermal aging, thus achieving high heat resistance and high withstand voltage at the same time. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

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及びこれに用いるPENフィルムに関するものである。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used in various electronic equipment, electrical equipment, industrial equipment, automobiles, etc., and in particular, a metallized film capacitor that is optimal for smoothing, filtering, and snubbing of motor drive inverter circuits of hybrid automobiles and PEN used therefor It relates to film.

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、このような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 a HEV electric motor has a high operating voltage range of several hundred volts, a metallized film capacitor having high withstand voltage and low loss electric characteristics as a capacitor used in connection with such an electric motor. In addition, the trend of adopting metalized film capacitors with a very long life is conspicuous due to the demand for maintenance-free in the market.

そして、この種の金属化フィルムコンデンサは、自動車に搭載されることから高い耐熱性と高耐電圧化が要求され、高耐熱、高耐電圧化のための開発と提案が種々行われているものであった。   And since this kind of metallized film capacitor is mounted on automobiles, high heat resistance and high voltage resistance are required, and various developments and proposals for high heat resistance and high voltage resistance have been made. Met.

図4(a)、(b)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展開斜視図と誘電体フィルムの断面図であり、図4において、20はポリプロピレン製の誘電体フィルム、21はこの誘電体フィルム20の片面に形成された金属蒸着電極、22は誘電体フィルム20の幅方向の一端側に長手方向に連続して設けられた誘電体フィルム20の露出部分である非金属蒸着部であり、これにより金属化フィルムが形成され、この金属化フィルムを一対で用い、上記金属蒸着電極21が誘電体フィルム20を介して対向するように巻回し、両端面に亜鉛を溶射したメタリコン電極23を形成することにより構成されているものであった。   4 (a) and 4 (b) are a developed perspective view and a sectional view of a dielectric film showing the structure of a conventional metalized film capacitor of this type. In FIG. 4, 20 is a dielectric film made of polypropylene, 21 is a metal vapor deposition electrode formed on one side of the dielectric film 20, 22 is a non-metal which is an exposed portion of the dielectric film 20 provided continuously in the longitudinal direction on one end side in the width direction of the dielectric film 20. It is a vapor deposition part, and thereby a metallized film is formed. Using this metallized film as a pair, the metal vapor-deposited electrodes 21 are wound so as to face each other with the dielectric film 20 therebetween, and zinc is sprayed on both end surfaces. The metallicon electrode 23 is formed.

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が知られている。
特開平4−163042号公報
As prior art document information related to the invention of this application, for example, Patent Document 1 is known.
Japanese Patent Laid-Open No. 4-163042

しかしながら上記従来の金属化フィルムコンデンサでは、誘電体フィルムの材料として一般的にポリプロピレンフィルム(以下、PPフィルムと呼ぶ)を用いているために耐熱性が低く(約110℃程度)、自動車用として要求される過酷な耐熱温度(150℃)を満足することができないという課題があった。   However, the above conventional metallized film capacitor generally uses a polypropylene film (hereinafter referred to as a PP film) as a dielectric film material, and therefore has low heat resistance (about 110 ° C.) and is required for automobiles. There is a problem that the severe heat resistance temperature (150 ° C.) cannot be satisfied.

このために、誘電体フィルムの材料として、ポリエチレン−2,6−ナフタレート(以下、PENと呼ぶ)、ポリフェニレンサルファイト(以下、PPSと呼ぶ)、ポリエチレンテレフタレート(以下、PETと呼ぶ)等の無機フィラーを含有した誘電体フィルムを用いることによって耐熱性向上を図ることが考えられるが、これらの材料の中で、例えば優れた耐熱性能を有するPENフィルムを用いた場合には、十分な耐熱性能は得られるものの耐電圧が低いという問題があり、従来のPPフィルムで培われた金属蒸着による電極パターンをそのまま転用しても耐電圧性能を十分に満足することができないという課題があった。   For this purpose, inorganic fillers such as polyethylene-2,6-naphthalate (hereinafter referred to as PEN), polyphenylene sulfite (hereinafter referred to as PPS), polyethylene terephthalate (hereinafter referred to as PET) are used as dielectric film materials. Although it is conceivable to improve the heat resistance by using a dielectric film containing benzene, among these materials, for example, when a PEN film having excellent heat resistance is used, sufficient heat resistance is obtained. However, there is a problem that the withstand voltage is low, and the withstand voltage performance cannot be sufficiently satisfied even if the electrode pattern formed by metal vapor deposition cultivated in the conventional PP film is used as it is.

さらに、上記従来のPENフィルムには無機フィラーが含有されていることからフィルム表面の凹凸(表面粗さ)が大きくなるため、このようなフィルムを重ね合わせて巻回した際にエアーを噛んで所望の容量が出ないという問題があるばかりでなく、このようなフィルムをハンドリングすることによって上記無機フィラーの脱落が発生し、これによって耐電圧が低下するという課題があった。   Furthermore, since the conventional PEN film contains an inorganic filler, the unevenness (surface roughness) of the film surface increases, so it is desirable to bite air when such films are stacked and wound. In addition, there is a problem that the inorganic filler is detached by handling such a film and the withstand voltage is lowered.

本発明はこのような従来の課題を解決し、高耐熱、高耐電圧化を同時に達成することが可能な金属化フィルムコンデンサ及びこれに用いる誘電体フィルムを提供することを目的とするものである。   An object of the present invention is to solve such a conventional problem and to provide a metallized film capacitor capable of simultaneously achieving high heat resistance and high voltage resistance and a dielectric film used therefor. .

上記課題を解決するために本発明は、一対の金属化フィルムを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巻回した素子と、この素子の両端面に形成されたメタリコン電極からなる金属化フィルムコンデンサにおいて、上記誘電体フィルムとしてフィラーを含有しないPEN(ポリエチレン−2,6−ナフタレート)フィルムを用い、かつ、このPENフィルムの150℃における長手方向(巻回方向)の熱収縮率が1.5〜4.0%である構成としたものである。   In order to solve the above-described problems, the present invention comprises an element in which a pair of metallized films are wound so that metal vapor-deposited electrodes face each other through a dielectric film, and metallicon electrodes formed on both end faces of the element. In the metallized film capacitor, a PEN (polyethylene-2,6-naphthalate) film containing no filler is used as the dielectric film, and the thermal contraction rate in the longitudinal direction (winding direction) of this PEN film at 150 ° C. It is set as the structure which is 1.5 to 4.0%.

また、誘電体フィルムとして、150℃における長手方向(巻回方向)の熱収縮率が1.5〜4.0%、少なくとも片面の表面粗さRaが10〜50nm、少なくとも片面の静摩擦係数が0.25〜0.5である、フィラーを含有しないPEN(ポリエチレン−2,6−ナフタレート)フィルムを用いるようにしたものである。   Moreover, as a dielectric film, the thermal contraction rate in the longitudinal direction (winding direction) at 150 ° C. is 1.5 to 4.0%, the surface roughness Ra of at least one surface is 10 to 50 nm, and the static friction coefficient of at least one surface is 0. A PEN (polyethylene-2,6-naphthalate) film containing 25 to 0.5 and containing no filler is used.

以上のように本発明による金属化フィルムコンデンサは、誘電体フィルムとしてフィラーを含有しないPENフィルムを用い、かつ、このPENフィルムの150℃における長手方向(巻回方向)の熱収縮率が1.5〜4.0%である構成としたことにより、フィラーがないことによってフィルム表面の凹凸(表面粗さ)が小さくなるため、このようなフィルムを重ね合わせて巻回した際にエアーを噛むことがなくなり、また、長手方向の熱収縮率が大きいため、熱エージングすることによって更に巻き締め力の高い素子を得ることができるようになり、これにより高耐熱、高耐電圧化を同時に達成することができるという効果が得られるものである。   As described above, the metallized film capacitor according to the present invention uses a PEN film that does not contain a filler as a dielectric film, and the PEN film has a thermal contraction rate in the longitudinal direction (winding direction) at 150 ° C. of 1.5. By having a composition of ˜4.0%, since there is no filler, unevenness (surface roughness) on the film surface is reduced, so that air can be bitten when such films are overlapped and wound. In addition, since the thermal shrinkage rate in the longitudinal direction is large, it becomes possible to obtain an element with higher winding force by thermal aging, thereby achieving high heat resistance and high voltage resistance at the same time. The effect that it can be obtained.

(実施の形態1)
以下、実施の形態1を用いて、本発明の特に請求項1〜4、8、9に記載の発明について説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the first to fourth aspects of the present invention will be described with reference to the first embodiment.

図1(a)、(b)は本発明の実施の形態1による金属化フィルムコンデンサの構成を示した展開斜視図と誘電体フィルムの断面図であり、図1において、1は誘電体フィルム、2はこの誘電体フィルム1の片面に形成された金属蒸着電極、3は誘電体フィルム1の幅方向の一端側に長手方向に連続して設けられた誘電体フィルム1の露出部分である非金属蒸着部であり、これにより金属化フィルムが形成され、この金属化フィルムを一対で用い、上記金属蒸着電極2が誘電体フィルム1を介して対向するように巻回し、両端面に亜鉛を溶射した一対のメタリコン電極4を形成することにより構成されているものである。   1A and 1B are a developed perspective view and a sectional view of a dielectric film showing a configuration of a metallized film capacitor according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, 1 is a dielectric film, 2 is a metal vapor deposition electrode formed on one side of the dielectric film 1, 3 is a non-metal which is an exposed portion of the dielectric film 1 provided continuously on one end side in the width direction of the dielectric film 1 in the longitudinal direction. It is a vapor deposition part, and thereby a metallized film is formed. Using this metallized film as a pair, the metal vapor-deposited electrodes 2 are wound so as to face each other with the dielectric film 1 therebetween, and zinc is sprayed on both end faces. A pair of metallicon electrodes 4 is formed.

本実施の形態においては、上記誘電体フィルム1として、フィラーを含有しないPEN(ポリエチレン−2,6−ナフタレート)フィルム(厚さ3μm)を用いた。これは、フィラーを含有しないことによってフィルム表面の凹凸(表面粗さ)が小さくなるため、このようなフィルムを重ね合わせて巻回した際にエアーを噛むことがなくなり、これにより各フィルム間の密着状態が向上して容量アップに繋がることを目的としたものである。   In the present embodiment, a PEN (polyethylene-2,6-naphthalate) film (thickness: 3 μm) containing no filler is used as the dielectric film 1. This is because the unevenness (surface roughness) of the film surface is reduced by not containing the filler, so that air is not chewed when such films are overlapped and wound, thereby ensuring close contact between the films. The purpose is to improve the state and increase the capacity.

また、巻回後の各フィルム間の密着状態を更に向上させて巻き締め力の高い素子を得ることができるようにすることを目的として、上記誘電体フィルム1の150℃における長手方向(巻回方向)の熱収縮率を変化させた誘電体フィルムを用いて金属化フィルムコンデンサを作製し、これを熱エージングした後にコンデンサ特性を評価した結果を(表1)に示す。なお、幅方向(長手方向と交差する方向)の熱収縮率は、0.1〜0.5%の範囲とした。   In addition, the longitudinal direction (winding) of the dielectric film 1 at 150 ° C. for the purpose of further improving the contact state between the films after winding to obtain an element having a high winding force. (Table 1) shows the results of evaluating the capacitor characteristics after producing a metallized film capacitor using a dielectric film having a changed direction of thermal shrinkage and heat aging it. In addition, the heat shrinkage rate in the width direction (direction intersecting with the longitudinal direction) was in the range of 0.1 to 0.5%.

Figure 2008277671
Figure 2008277671

なお、(表1)中の容量出現率とは理論計算値に対する製品としての容量値の比率であり、容量変化率はDC750Vを室温で10分間印加した際の容量変化率を求めたものである。   In Table 1, the capacity appearance rate is the ratio of the capacity value as a product to the theoretical calculation value, and the capacity change rate is the capacity change rate when DC750V is applied for 10 minutes at room temperature. .

(表1)から明らかなように、上記誘電体フィルム1の150℃における長手方向(巻回方向)の熱収縮率が1.5〜4.0%の範囲において、容量出現率、容量変化率特性が安定していることが分かる。上記熱収縮率が1.5%未満の場合には各フィルム間の密着状態の良化が小さいために容量が上がらず、また、熱収縮率が4.0%を超えると絞まり過ぎによって不要な応力が発生して耐電圧が低下し、容量変化率が大きくなるために好ましくないことが分かる。   As apparent from (Table 1), in the range where the heat shrinkage rate in the longitudinal direction (winding direction) at 150 ° C. of the dielectric film 1 is in the range of 1.5 to 4.0%, the capacity appearance rate and the capacity change rate. It can be seen that the characteristics are stable. When the heat shrinkage rate is less than 1.5%, the improvement in the adhesion state between the films is small, so the capacity does not increase, and when the heat shrinkage rate exceeds 4.0%, it is unnecessary due to excessive restriction. It can be seen that stress is generated, the withstand voltage is lowered, and the capacity change rate is increased, which is not preferable.

また、上記と同様に、巻回後の各フィルム間の密着状態を更に向上させて巻き締め力の高い素子を得ることができるようにすることを目的として、上記誘電体フィルム1の表面粗さRaを変化させた誘電体フィルムを用いて金属化フィルムコンデンサを作製し、コンデンサ特性を評価した結果を(表2)に示す。   Further, in the same manner as described above, the surface roughness of the dielectric film 1 for the purpose of further improving the contact state between the respective films after winding and obtaining an element having a high winding force. Table 2 shows the results of producing metallized film capacitors using dielectric films with varying Ra and evaluating the capacitor characteristics.

なお、(表2)中の作業性とは、金属蒸着電極形成や素子の巻き取り工程において、誘電体フィルムの滑りやずれが発生したか否かを表わしたものであり、○印は滑りやずれが発生しなかったことを、×印は滑りやずれが発生したことを意味するものである。   The workability in (Table 2) represents whether or not the dielectric film slipped or slipped in the metal vapor deposition electrode formation or element winding process. The symbol “X” means that no slippage or slippage occurred.

Figure 2008277671
Figure 2008277671

(表2)から明らかなように、上記誘電体フィルム1の表面粗さRaが10〜50nmの範囲において、容量出現率、容量変化率特性が安定していることが分かる。上記表面粗さRaが10nm未満の場合にはハンドリングに影響を及ぼすと共に耐電圧が低下して容量変化率が大きくなり、また、表面粗さRaが50nmを超えると容量出現率が低下するために好ましくないことが分かる。   As apparent from Table 2, it can be seen that the capacitance appearance rate and the capacitance change rate characteristics are stable when the surface roughness Ra of the dielectric film 1 is in the range of 10 to 50 nm. When the surface roughness Ra is less than 10 nm, the handling is affected and the withstand voltage is lowered to increase the capacity change rate. When the surface roughness Ra exceeds 50 nm, the capacity appearance rate is decreased. It turns out that it is not preferable.

また、上記と同様に、巻回後の各フィルム間の密着状態を更に向上させて巻き締め力の高い素子を得ることができるようにすることを目的として、上記誘電体フィルム1の静摩擦係数を変化させた誘電体フィルムを用いて金属化フィルムコンデンサを作製し、コンデンサ特性を評価した結果を(表3)に示す。   Further, in the same manner as described above, the static friction coefficient of the dielectric film 1 is set for the purpose of further improving the contact state between the respective films after winding and obtaining an element having a high winding force. Table 3 shows the results of producing a metallized film capacitor using the changed dielectric film and evaluating the capacitor characteristics.

Figure 2008277671
Figure 2008277671

(表3)から明らかなように、上記誘電体フィルム1の静摩擦係数が0.25〜0.5の範囲において、容量出現率、容量変化率特性が安定していることが分かる。上記静摩擦係数が0.25未満の場合には滑りが良過ぎるために締まり過ぎによって不要な応力が発生して耐電圧が低下するために容量変化率が大きくなり、また、静摩擦係数が0.5を超えるとハンドリングに影響を及ぼすために好ましくないことが分かる。   As apparent from Table 3, it can be seen that the capacity appearance rate and capacity change rate characteristics are stable when the static friction coefficient of the dielectric film 1 is in the range of 0.25 to 0.5. When the static friction coefficient is less than 0.25, slipping is too good, and unnecessary stress is generated due to excessive tightening, and the withstand voltage is lowered, so that the capacity change rate increases, and the static friction coefficient is 0.5. It can be seen that exceeding this is not preferable because it affects handling.

このように、本発明による金属化フィルムコンデンサに用いる誘電体フィルムとしては、フィラーを含有しないPENフィルムを用い、このPENフィルムの150℃における長手方向(巻回方向)の熱収縮率が1.5〜4.0%、少なくとも片面の表面粗さRaが10〜50nm、少なくとも片面の静摩擦係数が0.25〜0.5であるようにすることにより、巻回後の各フィルム間の密着状態を向上させて巻き締め力の高い素子を得ることができるようになり、これにより高耐熱、高耐電圧化を同時に達成することができるという格別の効果を奏するものである。   Thus, as a dielectric film used for the metallized film capacitor according to the present invention, a PEN film containing no filler is used, and the thermal shrinkage ratio in the longitudinal direction (winding direction) at 150 ° C. of this PEN film is 1.5. -4.0%, the surface roughness Ra of at least one surface is 10 to 50 nm, and the static friction coefficient of at least one surface is 0.25 to 0.5. This makes it possible to obtain an element having a high tightening force, thereby achieving a special effect that high heat resistance and high withstand voltage can be achieved at the same time.

なお、本実施の形態においては、誘電体フィルムとして、フィラーを含有しないPENフィルムを用いた例で説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、上記フィラーを含有しないPENフィルムに、粒子径が0.001〜1.0μmの無機フィラーを1重量部以下の範囲で含有させることにより、上記金属化フィルムコンデンサとしての優れた性能に悪影響を与えることなく、ハンドリング性のみを向上させることが可能になるものである。但し、無機フィラーの粒子径が大きくなったり、含有量が多くなった場合には金属化フィルムコンデンサとしての性能に悪影響が出るために注意が必要である。   In addition, in this Embodiment, although demonstrated in the example using the PEN film which does not contain a filler as a dielectric film, this invention is not limited to this, The PEN film which does not contain the said filler, By including an inorganic filler having a particle size of 0.001 to 1.0 μm in an amount of 1 part by weight or less, only handling properties are improved without adversely affecting the excellent performance as the metallized film capacitor. Is possible. However, when the particle size of the inorganic filler is increased or the content is increased, care must be taken because the performance as a metallized film capacitor is adversely affected.

また、上記フィラーを含有しないPENフィルムには、その電気特性を損なわない範囲内で、酸化防止剤や可塑剤等の添加剤、PET等のポリエステル系樹脂やシンジオタクチックポリスチレン樹脂等の他の樹脂を添加しても良いものである。   In addition, the PEN film that does not contain the above fillers may have other properties such as additives such as antioxidants and plasticizers, polyester resins such as PET, and syndiotactic polystyrene resins, as long as the electrical properties are not impaired. May be added.

(実施の形態2)
以下、実施の形態2を用いて、本発明の特に請求項5、6に記載の発明について説明する。
(Embodiment 2)
Hereinafter, the second and second embodiments of the present invention will be described.

本実施の形態は、上記実施の形態1で説明した金属化フィルムコンデンサに使用される誘電体フィルムの構成が一部異なるようにしたものであり、これ以外の構成は実施の形態1と同様であるために同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に図面を用いて説明する。   In this embodiment, the configuration of the dielectric film used in the metallized film capacitor described in the first embodiment is partially different, and the other configurations are the same as those in the first embodiment. For this reason, the same parts are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted, and only different parts will be described below with reference to the drawings.

図2は本発明の実施の形態2による金属化フィルムコンデンサに使用される誘電体フィルムの構成を示した断面図であり、図2において、5は誘電体フィルムであり、この誘電体フィルム5は上記実施の形態1による誘電体フィルム1と同様に、フィラーを含有しないPENフィルムを用い、このPENフィルムの150℃における長手方向(巻回方向)の熱収縮率が1.5〜4.0%、少なくとも片面の表面粗さRaが10〜50nm、少なくとも片面の静摩擦係数が0.25〜0.5であるように構成されているものである。   FIG. 2 is a sectional view showing a configuration of a dielectric film used in the metallized film capacitor according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 2, 5 is a dielectric film, and this dielectric film 5 is Similar to the dielectric film 1 according to the first embodiment, a PEN film containing no filler is used, and the heat shrinkage ratio in the longitudinal direction (winding direction) at 150 ° C. of this PEN film is 1.5 to 4.0%. The surface roughness Ra of at least one surface is 10 to 50 nm, and the static friction coefficient of at least one surface is 0.25 to 0.5.

なお、上記フィラーを含有しないPENフィルムには、その電気特性を損なわない範囲内で、酸化防止剤や可塑剤等の添加剤、PET等のポリエステル系樹脂やシンジオタクチックポリスチレン樹脂等の他の樹脂を添加しても良いものである。   It should be noted that the PEN film not containing the filler is not limited to the electrical properties of the PEN film, but includes additives such as antioxidants and plasticizers, polyester resins such as PET, and other resins such as syndiotactic polystyrene resins. May be added.

6は上記誘電体フィルム5の一方の面に形成されたコーティング層であり、このコーティング層6は酸化珪素等の無機フィラー6aを含有したバインダー樹脂からなり、その厚みは0.01〜1μm、表面粗さRaが35nmのものであり、上記バインダー樹脂としては、ポリエステルやポリオレフィン系、ポリウレタン、ポリイミド、ポリアミド等の樹脂を用いることができる。   6 is a coating layer formed on one surface of the dielectric film 5. The coating layer 6 is made of a binder resin containing an inorganic filler 6a such as silicon oxide, and has a thickness of 0.01 to 1 μm. The roughness Ra is 35 nm, and as the binder resin, resins such as polyester, polyolefin, polyurethane, polyimide, and polyamide can be used.

7は金属蒸着電極であり、この金属蒸着電極7は上記コーティング層6が設けられた面とは異なる面に設けられたものである。   7 is a metal vapor deposition electrode, and this metal vapor deposition electrode 7 is provided on a surface different from the surface on which the coating layer 6 is provided.

このように構成された本実施の形態による誘電体フィルムは、誘電体フィルム5の一方の面にコーティング層6を設けた構成により、このコーティング層6によって表面粗さを調整することが可能になるため、ハンドリング性の改良や巻回した素子を熱エージングする際の巻き締め力の制御を行うことが可能になるという格別の効果を奏するものである。   The dielectric film according to the present embodiment configured as described above can adjust the surface roughness by the coating layer 6 due to the configuration in which the coating layer 6 is provided on one surface of the dielectric film 5. Therefore, it is possible to achieve a special effect that it is possible to control the tightening force when the handling property is improved and the wound element is thermally aged.

また、このようなコーティング層6を設けた面とは異なる面、すなわち、誘電体フィルム5の表面に金属蒸着電極7を設けた構成により、誘電体フィルム5の表面はコーティング層6の表面よりも表面粗さが小さいために金属蒸着電極7が安定して形成されるようになり、より安定した性能を発揮することができるようになるという格別の効果を奏するものである。   Further, the surface of the dielectric film 5 is more than the surface of the coating layer 6 because of the configuration in which the metal vapor deposition electrode 7 is provided on the surface different from the surface on which the coating layer 6 is provided, that is, the surface of the dielectric film 5. Since the surface roughness is small, the metal vapor-deposited electrode 7 is stably formed, and an extraordinary effect is achieved in that more stable performance can be exhibited.

(実施の形態3)
以下、実施の形態3を用いて、本発明の特に請求項7に記載の発明について説明する。
(Embodiment 3)
The third aspect of the present invention will be described below with reference to the seventh embodiment.

本実施の形態は、上記実施の形態1で説明した金属化フィルムコンデンサに使用される誘電体フィルムの構成が一部異なるようにしたものであり、これ以外の構成は実施の形態1と同様であるために同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に図面を用いて説明する。   In this embodiment, the configuration of the dielectric film used in the metallized film capacitor described in the first embodiment is partially different, and the other configurations are the same as those in the first embodiment. For this reason, the same parts are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted, and only different parts will be described below with reference to the drawings.

図3は本発明の実施の形態3によ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要部平面図であり、図3において8は金属化フィルムを示し、この金属化フィルム8は厚みが2.0μm、幅が30mmの帯状のPENフィルム(粒子径が0.8μmの無機フィラーを0.6重量部含有させた)を誘電体フィルムとして用い、このPENフィルムの表面に非金属蒸着部となるスリット部9を設けて金属蒸着電極を形成することにより複数の分割電極部10を形成すると共に、この分割電極部10どうしをヒューズ部11で並列接続するように構成したものである。   FIG. 3 is a plan view of the main part showing the configuration of the metallized film used in the metallized film capacitor according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. Uses a PEN film with a thickness of 2.0 μm and a width of 30 mm (containing 0.6 part by weight of an inorganic filler with a particle diameter of 0.8 μm) as a dielectric film, and the surface of the PEN film is nonmetallic. A plurality of divided electrode portions 10 are formed by providing a slit portion 9 serving as a vapor deposition portion to form a metal vapor deposition electrode, and the divided electrode portions 10 are connected in parallel by a fuse portion 11. .

そして、このように構成された金属化フィルム8を一対とし、上記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巻回して素子を作製し、この素子の両端面に金属溶射によってメタリコン電極を形成することにより本実施の形態による金属化フィルムコンデンサが構成されるものである。   Then, the metallized film 8 thus configured is paired, and an element is manufactured by winding the metal vapor deposition electrode so as to face each other through the dielectric film, and metallized electrodes are formed on both end faces of the element by metal spraying. The metallized film capacitor according to the present embodiment is configured by forming.

このように構成された金属化フィルム8に形成するヒューズ部11の幅をa、金属化フィルム8の長手方向における分割電極部10の長さをbとしたときの比率で示されるa/bを蒸着パターンのパス率と定義し、このパス率a/bを変化させた場合のコンデンサの耐電圧特性を確認した結果を(表4)に示す。   A / b indicated by a ratio when the width of the fuse portion 11 formed in the metallized film 8 thus configured is a and the length of the divided electrode portion 10 in the longitudinal direction of the metallized film 8 is b. Table 4 shows the results of confirming the withstand voltage characteristics of the capacitor when the pass rate of the deposition pattern is defined and the pass rate a / b is changed.

Figure 2008277671
Figure 2008277671

なお、作製した金属化フィルムコンデンサの容量は各々100μFとし、初期耐圧歩留まりは金属化フィルムの状態で行い、電圧ステップアップ試験は120℃の雰囲気で所定の時間毎に印加電圧をアップさせる試験を行い、容量が−5%、−97%になった時点の電圧を求めた。また、サンプルNo.4はPPフィルムを誘電体フィルムとして用いた従来品の場合に主体として形成される金属蒸着パターンのパス率を示したものである。   The capacity of each metallized film capacitor produced is 100 μF, the initial withstand voltage yield is performed in the state of the metallized film, and the voltage step-up test is performed by increasing the applied voltage every predetermined time in an atmosphere of 120 ° C. The voltage when the capacity became -5% and -97% was obtained. Sample No. 4 shows the pass rate of a metal deposition pattern formed mainly in the case of a conventional product using a PP film as a dielectric film.

(表4)から明らかなように、本実施の形態による金属化フィルムコンデンサは、PENフィルムを誘電体フィルムとして用いた金属化フィルム8に形成する金属蒸着電極のパス率a/bを4.0以下とすることにより初期耐圧歩留まりに優れ、かつ、電圧ステップアップ試験においても、PPフィルムを誘電体フィルムとして用いた従来品と同等、もしくはそれ以上の耐電圧特性を示し、特に、パス率a/bを1.0以下とすることによってより顕著な効果を発揮することができるものである。ただし、パス率a/bが0.3になると耐電圧特性も頭打ちになることから、パス率a/bは4.0以下、好ましくは1.0〜0.4の範囲である。   As is clear from Table 4, the metalized film capacitor according to the present embodiment has a pass ratio a / b of the metal vapor deposition electrode formed on the metallized film 8 using the PEN film as a dielectric film, 4.0. By making the following, the initial breakdown voltage yield is excellent, and in the voltage step-up test, it shows a withstand voltage characteristic equal to or higher than that of a conventional product using a PP film as a dielectric film. By setting b to 1.0 or less, a more remarkable effect can be exhibited. However, when the pass rate a / b becomes 0.3, the withstand voltage characteristic also reaches its peak, so the pass rate a / b is 4.0 or less, preferably 1.0 to 0.4.

続いて、上記パス率a/bが1.0〜0.4の範囲であるサンプルNo.6〜9の仕様のものについて、金属蒸着電極の抵抗値を変化させた場合のコンデンサの耐電圧特性を確認した結果を(表5)、(表6)に示す。   Subsequently, with respect to the specifications of sample Nos. 6 to 9 in which the pass ratio a / b is in the range of 1.0 to 0.4, the withstand voltage characteristics of the capacitor when the resistance value of the metal deposition electrode is changed. The results of confirming are shown in (Table 5) and (Table 6).

Figure 2008277671
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Figure 2008277671
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なお、(表5)は、PPフィルムを誘電体フィルムとして用いた従来品の一般的な抵抗値(15Ω/□)の約2倍となる抵抗値(25Ω/□)、(表6)は同約3倍となる抵抗値(45Ω/□)として作製したものであり、試験方法については上記(表4)の試験と同様にして行ったものである。   (Table 5) shows a resistance value (25Ω / □) that is about twice the general resistance value (15Ω / □) of a conventional product using a PP film as a dielectric film, and (Table 6) shows the same value. The resistance value (45Ω / □) is approximately three times, and the test method is the same as the test in Table 4 above.

(表5)、(表6)から明らかなように、金属蒸着電極の抵抗値を高くするにつれて耐電圧特性が向上し、より高耐電圧化を図ることができるものである。   As is clear from (Table 5) and (Table 6), the withstand voltage characteristics improve as the resistance value of the metal vapor deposition electrode is increased, and a higher withstand voltage can be achieved.

以上のように本発明による金属化フィルムコンデンサは、微量の無機フィラーを含有したPENフィルム上に金属蒸着電極を形成する際に、ヒューズ部の幅aと、金属化フィルムの長手方向における分割電極部の長さbの比で示される蒸着パターンのパス率a/bを4.0以下、好ましくは1.0〜0.4とする、すなわち、ヒューズ部の幅を広く、分割電極部を広くした構成にすることにより、小さいエネルギーで金属蒸着電極がピンポイントで蒸発してエリアが切り離されるため、自己保安機能の動作性が向上し、かつ、耐電圧の向上を図ることができるため、高耐熱・高耐電圧化を同時に達成することができるようになるものである。   As described above, when the metallized film capacitor according to the present invention forms a metal vapor-deposited electrode on a PEN film containing a small amount of inorganic filler, the width a of the fuse part and the divided electrode part in the longitudinal direction of the metallized film The pass rate a / b of the vapor deposition pattern indicated by the ratio of the length b is 4.0 or less, preferably 1.0 to 0.4, that is, the fuse portion is wide and the divided electrode portion is wide. By adopting a structure, the metal vapor deposition electrode evaporates with a small amount of energy and the area is separated, so that the operability of the self-protection function can be improved and the withstand voltage can be improved.・ High voltage resistance can be achieved at the same time.

本発明による金属化フィルムコンデンサ及びこれに用いるPENフィルムは、高耐熱・高耐電圧化を同時に達成することができるという効果を有し、特に過酷な使用条件が要求される自動車用のコンデンサ等として有用である。   The metallized film capacitor according to the present invention and the PEN film used therefor have the effect of being able to achieve high heat resistance and high voltage resistance at the same time, and particularly as automobile capacitors that require particularly severe use conditions. Useful.

(a)本発明の実施の形態1による金属化フィルムコンデンサの構成を示した展開斜視図、(b)同誘電体フィルムの断面図(A) The expansion | deployment perspective view which showed the structure of the metallized film capacitor by Embodiment 1 of this invention, (b) Sectional drawing of the dielectric film 本発明の実施の形態2による金属化フィルムコンデンサに使用される誘電体フィルムの構成を示した断面図Sectional drawing which showed the structure of the dielectric film used for the metallized film capacitor by Embodiment 2 of this invention 本発明の実施の形態3によ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要部平面図The principal part top view which showed the structure of the metallized film used for the metallized film capacitor by Embodiment 3 of this invention (a)従来の金属化フィルムコンデンサの構成を示した展開斜視図、(b)同誘電体フィルムの断面図(A) An exploded perspective view showing a configuration of a conventional metallized film capacitor, (b) a sectional view of the dielectric film

符号の説明Explanation of symbols

1、5 誘電体フィルム
2、7 金属蒸着電極
3 非金属蒸着部
4 メタリコン電極
6 コーティング層
6a 無機フィラー
8 金属化フィルム
9 スリット部
10 分割電極部
11 ヒューズ部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 5 Dielectric film 2, 7 Metal vapor deposition electrode 3 Non-metal vapor deposition part 4 Metallicon electrode 6 Coating layer 6a Inorganic filler 8 Metallized film 9 Slit part 10 Divided electrode part 11 Fuse part

Claims (9)

誘電体フィルム上に金属蒸着電極を形成した一対の金属化フィルムを上記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巻回した素子と、この素子の両端面に金属溶射によって形成された一対のメタリコン電極からなる金属化フィルムコンデンサにおいて、上記誘電体フィルムとしてフィラーを含有しないPEN(ポリエチレン−2,6−ナフタレート)フィルムを用い、かつ、このPENフィルムの150℃における長手方向(巻回方向)の熱収縮率が1.5〜4.0%である金属化フィルムコンデンサ。 An element in which a pair of metallized films having a metal vapor deposition electrode formed on a dielectric film is wound so that the metal vapor deposition electrode faces through the dielectric film, and both ends of the element are formed by metal spraying. In a metallized film capacitor comprising a pair of metallicon electrodes, a PEN (polyethylene-2,6-naphthalate) film containing no filler is used as the dielectric film, and the longitudinal direction (winding direction) of the PEN film at 150 ° C. ) Is a metallized film capacitor having a heat shrinkage ratio of 1.5 to 4.0%. PENフィルムの少なくとも片面の表面粗さRaが10〜50nmである請求項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 surface roughness Ra of at least one side of the PEN film is 10 to 50 nm. PENフィルムの少なくとも片面の静摩擦係数が0.25〜0.5である請求項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 static friction coefficient of at least one surface of the PEN film is 0.25 to 0.5. PENフィルムに、粒子径が0.001〜1.0μmの無機フィラーを1重量部以下の範囲で含有させた請求項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 an inorganic filler having a particle size of 0.001 to 1.0 μm is contained in the PEN film in an amount of 1 part by weight or less. PENフィルムの片面に無機フィラーとバインダー樹脂からなるコーティング層を設けた請求項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 a coating layer comprising an inorganic filler and a binder resin is provided on one side of the PEN film. PENフィルムのコーティング層が設けられていない側の面に金属蒸着電極を形成した請求項5に記載の金属化フィルムコンデンサ。 The metallized film capacitor according to claim 5, wherein a metal-deposited electrode is formed on the surface of the PEN film on which the coating layer is not provided. 誘電体フィルム上に形成される金属蒸着電極に分割電極部を設けると共に、この分割電極部をヒューズ部で接続することにより構成される自己保安機能を設け、かつ、上記ヒューズ部の幅(a)と、金属化フィルムの長手方向における分割電極部の長さ(b)の比で示される蒸着パターンのパス率(a/b)を4.0以下とした請求項1に記載の金属化フィルムコンデンサ。 The metal vapor deposition electrode formed on the dielectric film is provided with a divided electrode portion, and has a self-security function configured by connecting the divided electrode portion with a fuse portion, and the width (a) of the fuse portion. The metallized film capacitor according to claim 1, wherein the pass rate (a / b) of the vapor deposition pattern represented by the ratio of the length (b) of the divided electrode portions in the longitudinal direction of the metallized film is 4.0 or less. . 巻回形の金属化フィルムコンデンサ用の誘電体フィルムであって、150℃における長手方向(巻回方向)の熱収縮率が1.5〜4.0%、少なくとも片面の表面粗さRaが10〜50nm、少なくとも片面の静摩擦係数が0.25〜0.5である、フィラーを含有しないPEN(ポリエチレン−2,6−ナフタレート)フィルム。 A dielectric film for a wound metallized film capacitor having a heat shrinkage ratio in the longitudinal direction (winding direction) at 150 ° C. of 1.5 to 4.0% and a surface roughness Ra of at least one surface of 10 A PEN (polyethylene-2,6-naphthalate) film containing no filler and having a static friction coefficient of 0.25 to 0.5 nm at least on one side of ˜50 nm. 粒子径が0.001〜1.0μmの無機フィラーを1重量部以下の範囲で含有させた請求項8に記載のPENフィルム。 The PEN film according to claim 8, wherein an inorganic filler having a particle size of 0.001 to 1.0 µm is contained in an amount of 1 part by weight or less.
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CN116695054A (en) * 2023-06-01 2023-09-05 浙江七星电子股份有限公司 Preparation method of metallized film using PEN as medium

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