CN111448631A

CN111448631A - 薄膜电容器

Info

Publication number: CN111448631A
Application number: CN201880078865.6A
Authority: CN
Inventors: 武藤广和; 佐野正仁
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2018-01-18
Filing date: 2018-12-14
Publication date: 2020-07-24
Anticipated expiration: 2038-12-14
Also published as: CN111448631B; JPWO2019142561A1; WO2019142561A1

Abstract

第1蒸镀电极通过在薄膜面的长度方向上延伸的不存在电极的长度方向狭缝部，被分割为在薄膜面的宽度方向上的一个端部侧设置的端部电极、和端部电极以外的部分即中央部电极，中央部电极通过从长度方向狭缝部向薄膜面的另一个端部侧延伸的宽度方向狭缝部，被分割为在薄膜面的长度方向上并排的多个分割电极。此外，各分割电极经由在长度方向狭缝部设置的熔丝部，与端部电极连接。此外，第2蒸镀电极被设为未分割的电极。并且，第1蒸镀电极的膜电阻值比第2蒸镀电极高。

Description

薄膜电容器

技术领域

本发明涉及一种薄膜电容器。

背景技术

以往，已知一种通过将具有由铝等金属构成的膜状电极的2片电介质薄膜在相互重叠的状态下卷绕而形成的薄膜电容器。在这样的薄膜电容器中，在电介质薄膜的一部分发生绝缘击穿的情况下，该绝缘击穿可能会导致薄膜电容器的短路。

因此，在这样的薄膜电容器中，能够采用如下结构：在一个电介质薄膜中，通过在电介质薄膜的长度方向上延伸的第1狭缝部，将膜状电极分割为端部侧的端部电极和中央部侧的中央部电极，并且通过从第1狭缝部起在电介质薄膜的宽度方向上延伸的第2狭缝部，将中央部电极分割为在长度方向并排的多个分割电极，由在第1狭缝部设置的熔丝部将这些分割电极和端部电极连接。在该结构中，若在电介质薄膜的一部分发生绝缘击穿，则在与发生了绝缘击穿的部分对应的分割电极中流过大电流，在该分割电极设置的熔丝部熔断。由此，防止了薄膜电容器的短路。

这样的薄膜电容器的一例例如记载于专利文献1中。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平3-34513号公报

发明内容

-发明要解决的课题-

薄膜电容器被用于各种用途，然而，有时因其使用环境的不同，针对电介质薄膜的绝缘击穿等要求更高的安全性

因此，本发明的目的在于提供一种安全性能够提高的薄膜电容器。

-用于解决课题的手段-

本发明的第1方式所涉及的薄膜电容器具备：电容器主体，其通过将在各薄膜的单侧薄膜面或者一个薄膜的两侧薄膜面即第1薄膜面以及第2薄膜面分别具有第1电极以及第2电极的两个薄膜在相互重叠的状态下卷绕或者层叠而形成，以及两个端面电极，其形成于所述电容器主体的两端面。这里，所述第1电极通过在所述第1薄膜面的长度方向上延伸的不存在电极的第1狭缝部，被分割为在所述第1薄膜面的宽度方向上的一个端部侧设置的端部电极、和该端部电极以外的部分即中央部电极，所述中央部电极通过从所述第1狭缝部向所述第1薄膜面的另一个端部侧延伸的第2狭缝部，被分割为在所述第1薄膜面的长度方向上并排的多个分割电极。此外，所述各分割电极经由在所述第1狭缝部设置的熔丝部，与所述端部电极连接。此外，所述第2电极设为未被分割的电极。并且，所述第1电极的膜电阻值高于所述第2电极。

发明的效果

根据本发明，能够提供一种安全性能够提高的薄膜电容器。

本发明的效果以及意义通过以下所示的实施方式的说明会变得更加明确。但是，以下所示的实施方式只不过是实施本发明时的一个示例，本发明完全不受以下实施方式所记载的内容的任何限制。

附图说明

图1的(a)是实施方式所涉及的薄膜电容器的立体图；图1的(b)是实施方式所涉及的在图1的(a)的A-A′线处切断的薄膜电容器的纵剖视图。

图2的(a)是实施方式所涉及的第1薄膜以及第2薄膜的一部分被卷绕的状态的电容器主体的俯视图。图2的(b)是实施方式所涉及的在熔丝图案的部分在宽度方向上被切断的电容器主体的剖视图。图2的(c)是实施方式所涉及的在不存在熔丝图案的部分在宽度方向上被切断的电容器主体的剖视图。

图3的(a)至(d)是用于说明变更例所涉及的电容器主体的图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的实施方式。

在本实施方式中，第1端面电极30以及第2端面电极40对应于权利要求书中记载的“端面电极”。此外，第1薄膜100以及第2薄膜200对应于权利要求书中记载的“薄膜”。另外，薄膜面100a对应于权利要求书中记载的“第1薄膜面”。另外，长度方向狭缝部102对应于权利要求书中记载的“第1狭缝部”。另外，宽度方向狭缝部103对应于权利要求书中记载的“第2狭缝部”。另外，薄膜面200a对应于权利要求书中记载的“第2薄膜面”。另外，第1蒸镀电极300对应于权利要求书中记载的“第1电极”。另外，第2蒸镀电极400对应于权利要求书中记载的“第2电极”。另外，熔丝图案304对应于权利要求书中记载的“熔丝部”。

然而，上述记载的目的只不过在于将权利要求书的结构与实施方式的结构对应起来，并非通过上述对应而将权利要求书所记载的发明限定于实施方式的结构。

图1的(a)是本实施方式所涉及的薄膜电容器1的立体图，图1的(b)是本实施方式所涉及的在图1的(a)的A-A′线处切断的薄膜电容器1的纵剖视图。

薄膜电容器1具备：电容器主体10、外装薄膜20、第1端面电极30、和第2端面电极40。薄膜电容器1被形成为剖面为长圆的扁平的圆柱形状。

电容器主体10通过将形成了蒸镀电极的2片电介质薄膜在重叠的状态下卷绕而构成。关于电容器主体10的详细结构，后文进行说明。

外装薄膜20在电容器主体10的外周面卷绕多圈(多匝)。由此，电容器主体10的外周面由多层的外装薄膜20被覆，防止电容器主体10的损伤、破损等。作为外装薄膜20的材质，例如能够列举聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等。

第1端面电极30以及第2端面电极40分别通过在电容器主体10的第1端面11以及第2端面12喷镀铝、锌、镁等金属而形成。为了从薄膜电容器1引出电气，在第1端面电极30以及第2端面电极40连接汇流条、引线等引出端子(未图示)。

接下来，详细说明电容器主体10的结构。

图2的(a)是本实施方式所涉及的第1薄膜100以及第2薄膜200的一部分被卷绕的状态的电容器主体10的俯视图。图2的(b)是本实施方式所涉及的在熔丝图案304的部分在宽度方向上被切断的电容器主体10的剖视图；图2的(c)是本实施方式所涉及的在不存在熔丝图案304的部分在宽度方向上被切断的电容器主体10的剖视图。

电容器主体10包含：第1薄膜100、第2薄膜200、第1蒸镀电极300、和第2蒸镀电极400。

第1薄膜100和第2薄膜200在被层叠为第1薄膜100成为外侧(下侧)、第2薄膜200成为内侧(上侧)的状态下进行卷绕。第1薄膜100以及第2薄膜200是包含聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等树脂材料的透明的电介质薄膜。第1薄膜100和第2薄膜200具有大致相等的宽度尺寸。

在第1薄膜100的一个(上侧)薄膜面100a，在其宽度方向上的一个端部，形成在其长度方向上延伸的第1绝缘边缘部101。在朝向与第1薄膜100的薄膜面100a相同的方向的第2薄膜200的一个(上侧)薄膜面200a，在其宽度方向上的与第1薄膜100的一个端部相反侧的端部，形成在其长度方向上延伸的第2绝缘边缘部201。第1绝缘边缘部101以及第2绝缘边缘部201是并未蒸镀金属即铝含有层的边缘部分。

第1蒸镀电极300是铝含有层，在第1薄膜100的薄膜面100a形成为膜状。铝含有层例如通过铝或者铝和镁等金属的合金的蒸镀来形成。此外，期望在成为与铝的合金的金属中不包含锌。形成第1蒸镀电极300直到第1薄膜100中的宽度方向的与第1绝缘边缘部101侧的端部相反的端部，并与第1端面电极30连接。

在第1薄膜100的薄膜面100a，在第1蒸镀电极300中的与第1绝缘边缘部101侧相反的侧的端部区域，形成在其长度方向上延伸且未蒸镀铝含有层(不存在电极)的长度方向狭缝部102。第1蒸镀电极300通过长度方向狭缝部102被分割为在第1薄膜100的另一个端部侧设置的端部电极301、和作为端部电极301以外的部分的中央部电极302。此外，在薄膜面100a形成在其长度方向上隔着给定的间隔在其宽度方向上横切第1蒸镀电极300且未蒸镀铝含有层(不存在电极)的宽度方向狭缝部103。宽度方向狭缝部103相对于宽度方向倾斜地从长度方向狭缝部102形成到第1绝缘边缘部101。中央部电极302通过多个宽度方向狭缝部103被分割为在薄膜面100a的长度方向上并排的多个分割电极303。

在各分割电极303和端部电极301之间形成熔丝图案304，以使得架设于长度方向狭缝部102。即，各分割电极303经由熔丝图案304与端部电极301连接。熔丝图案304的图案宽度例如设定为0.5mm左右。

第2蒸镀电极400是与第1蒸镀电极300同样的铝含有层，在第2薄膜200的薄膜面200a形成为膜状。第2蒸镀电极400被形成为在薄膜面200a的宽度方向以及长度方向上不被分割而连续。即，第2蒸镀电极400设为不分割的电极。

形成第2蒸镀电极400直到第2薄膜200中的宽度方向的与第2绝缘边缘部201侧的端部相反的端部，在存在于该相反的端部的第1蒸镀电极300的端部，通过使该部分的厚度大于其他部分的厚度而形成重边(Heavy edge)部401。重边部401的端面与第2端面电极40连接。

在第2薄膜200形成第2蒸镀电极400的情况下，首先，整体被形成为固定的厚度。接着，在成为重边部401的部分进一步蒸镀铝等，该部分的厚度变大。此时，第2蒸镀电极400的成为重边部401的部分以外的部分由掩模用金属板覆盖，不蒸镀铝等。然而，由于在掩模用金属板和第2蒸镀电极400之间在制造上产生间隙，因此，蒸镀的铝等在成为重边部401的部分近旁突出。由此，在第2蒸镀电极400中的重边部401的近旁部402，厚度朝向重边部401而逐渐变大。

电容器主体10包含：第1蒸镀电极300和第2蒸镀电极400相互重叠的有效电极区域R1、和从有效电极区域R1起在第1蒸镀电极300以及第2蒸镀电极400的宽度方向上偏离的非有效电极区域R2。有效电极区域R1贡献于薄膜电容器1的电容。

如图2的(b)以及(c)所示那样，第1蒸镀电极300的厚度T1小于第2蒸镀电极400的厚度T2。由此，第1蒸镀电极300的膜电阻值高于第2蒸镀电极400的膜电阻值。此外，在第1蒸镀电极300，端部电极301的厚度与各分割电极303以及各熔丝图案304的厚度大致相等。即，在端部电极301，未形成与第2蒸镀电极400的重边部401同样的重边部。

当薄膜电容器1通电时，有时在第1薄膜100以及第2薄膜200的一部分发生绝缘击穿。若绝缘击穿发生，则在与发生的部分对应的分割电极303流过成为异常的大电流，在该分割电极303设置的熔丝图案304熔断或者飞散。由此，薄膜电容器1变得难以短路。

这里，第1蒸镀电极300的厚度小于第2蒸镀电极400，从而膜电阻值高于第2蒸镀电极400。由此，对于熔丝图案304，其膜电阻值变高从而灵敏度变好，在分割电极303产生了异常电流时变得容易熔断或者飞散。因此，根据本实施方式，薄膜电容器1的短路进一步变得难以产生，因此，能够使薄膜电容器1的安全性提高。

此外，在第2蒸镀电极400，在与第2端面电极40连接的端部形成有重边部401，因此，第2蒸镀电极400和第2端面电极40能够牢固地连接。由此，当薄膜电容器1通电时(充放电时)，即使大电流流过，第2蒸镀电极400和第2端面电极40的连接也难以断开。由此，能够防止在第2蒸镀电极400和第2端面电极40的连接断开的部分产生发热、并由于该热而第1薄膜100以及第2薄膜200发生破损这一情况，实现耐电流性的提高。

另外，在第1蒸镀电极300的端部电极301未形成重边部。因此，不会发生与第2蒸镀电极400中的重边部401的近旁部402的厚度受到重边部401的形成的影响而变大同样地，端部电极301的近旁部即熔丝图案304的厚度变大这样的情况。由此，能够充分提高熔丝图案304的膜电阻值，并能够充分提高熔丝图案304的灵敏度。

<变更例>

以上，说明了本发明的实施方式，然而本发明并不受限于上述实施方式，此外，本发明的应用例除了上述实施方式之外还能够进行各种变更。

例如，在上述实施方式中，在第2蒸镀电极400形成了重边部401，在第1蒸镀电极300未形成重边部。然而，如图3的(a)所示那样，还可以在第1蒸镀电极300的端部电极301形成重边部305。该情况下，受到重边部305的形成的影响，熔丝图案304的重边部305侧的部分的厚度稍微变大，膜电阻值稍微变高。因此，相比于上述实施方式，熔丝图案304的灵敏度可能变低。相反地，通过形成重边部305，第1蒸镀电极300和第1端面电极30的连接变牢固，因此能够期待耐电流性的提高。

此外，在上述实施方式中，在第1薄膜100的一个(上侧)薄膜面100a形成了第1蒸镀电极300，在第2薄膜200的一个(上侧)薄膜面200a形成了第2蒸镀电极400。然而，如图3的(b)所示那样，还可以在第2薄膜200的一个(上侧)薄膜面200a形成第2蒸镀电极400，并在第2薄膜200的另一个(下侧)薄膜面200b形成第1蒸镀电极300。该情况下，薄膜面200b对应于权利要求书中记载的“第1薄膜面”。此外，如图3的(c)所示那样，还可以在第2薄膜200的一个(上侧)薄膜面200a形成第1蒸镀电极300，并在第2薄膜200的另一个(下侧)薄膜面200b形成第2蒸镀电极400。该情况下，薄膜面200a对应于权利要求书中记载的“第1薄膜面”，薄膜面200b对应于权利要求书中记载的“第2薄膜面”。在这些图3的(b)以及(c)的变更例中，第2薄膜200的宽度尺寸大于第1薄膜100的宽度尺寸。此外，如图3的(d)所示那样，还可以在第1薄膜100的一个(上侧)薄膜面100a形成第2蒸镀电极400，并在第2薄膜200的一个(上侧)薄膜面200a形成第1蒸镀电极300。该情况下，薄膜面200a对应于权利要求书中记载的“第1薄膜面”，薄膜面100a对应于权利要求书中记载的“第2薄膜面”。此外，在这些图3的(b)至(d)的变更例中，还可以与图3的(a)的变更例同样地，在第1蒸镀电极300的端部电极301形成重边部305。

此外，在上述实施方式中，第1蒸镀电极300和第2蒸镀电极400通过改变它们的厚度，从而它们的膜电阻值改变。然而，第1蒸镀电极300和第2蒸镀电极400还可以通过改变构成这些电极的金属的种类，由此改变它们的膜电阻值。

此外，在上述实施方式中，电容器主体10通过将第1薄膜100和第2薄膜200卷绕来构成，然而并不限于此。即，还可以代替在图1的(a)至图2的(c)中第1薄膜100以及第2薄膜200被卷绕的状态的电容器主体10，而设为第1薄膜100以及第2薄膜200交替层叠的状态的电容器主体10。该情况下，为了方便，将连结第1端面电极30和第2端面电极40之间的方向设为宽度方向，将与此垂直的方向设为长度方向。

另外，本发明的实施方式在权利要求书所示的技术思想的范围内能够适当进行各种变更。

产业上的可利用性

本发明对于在各种电子设备、电气设备、产业设备、车辆的电气设备等中使用的薄膜电容器是有用的。

-符号说明-

1 薄膜电容器

10 电容器主体

30 第1端面电极(端面电极)

40 第2端面电极(端面电极)

100 第1薄膜(薄膜)

100a 薄膜面(第1薄膜面)

102 长度方向狭缝部(第1狭缝部)

103 宽度方向狭缝部(第2狭缝部)

200 第2薄膜(薄膜)

200a 薄膜面(第2薄膜面)

300 第1蒸镀电极(第1电极)

301 端部电极

302 中央部电极

303 分割电极

304 熔丝图案(熔丝部)

400 第2蒸镀电极(第2电极)

401 重边部。

Claims

1.一种薄膜电容器，其中，

所述薄膜电容器具备：

电容器主体，其通过将在各薄膜的单侧薄膜面或者一个薄膜的两侧薄膜面即第1薄膜面以及第2薄膜面分别具有第1电极以及第2电极的两个薄膜在相互重叠的状态下卷绕或者层叠而形成，以及

两个端面电极，其形成于所述电容器主体的两端面，

所述第1电极通过在所述第1薄膜面的长度方向上延伸的不存在电极的第1狭缝部，被分割为在所述第1薄膜面的宽度方向上的一个端部侧设置的端部电极、和该端部电极以外的部分即中央部电极，

所述中央部电极通过从所述第1狭缝部向所述第1薄膜面的另一个端部侧延伸的第2狭缝部，被分割为在所述第1薄膜面的长度方向上并排的多个分割电极，

所述各分割电极经由在所述第1狭缝部所设置的熔丝部而与所述端部电极连接，

所述第2电极设为未被分割的电极，

所述第1电极的膜电阻值高于所述第2电极的膜电阻值。

2.根据权利要求1所述的薄膜电容器，其中，

所述第2电极在与所述端部电极侧的端部相反的一侧的端部，具有厚度比该端部以外的部分大的重边部，

所述第1电极的所述端部电极与一个所述端面电极连接，所述第2电极的所述重边部与另一个所述端面电极连接。

3.根据权利要求2所述的薄膜电容器，其中，

所述端部电极的厚度与所述中央部电极以及所述熔丝部大致相等。