JP6393026B2 - Metallized film capacitors - Google Patents
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Description
本発明は、金属化フィルムコンデンサに関する。特に、金属化フィルムを使用したコンデンサ素子を開口部があるケースに収納し、ケース内を樹脂組成物で充填した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. In particular, the present invention relates to a metallized film capacitor in which a capacitor element using a metallized film is housed in a case having an opening and the case is filled with a resin composition.
近年、環境への配慮から、省エネルギー化、高効率化に適したインバータ回路が採用されているが、使用電圧が高く誘電損失・寿命特性に優れることから、コンデンサのなかでも金属化フィルムコンデンサを採用する傾向がある。従来、金属化フィルムコンデンサは、二枚の金属化フィルムを重ねて巻回、または多層積層し、電極を引き出す側の端面に亜鉛などの金属を溶射しメタリコンを施した後、必要に応じて熱処理と呼ばれる温度処理を実施し、コンデンサ素子を製作する。次に、コンデンサ素子の両端のメタリコン電極に、丸棒状の外部引き出し端子を接続し、樹脂組成物で本体を被覆していた。 In recent years, inverter circuits suitable for energy saving and high efficiency have been adopted due to environmental considerations, but metalized film capacitors are also used among capacitors because of their high operating voltage and excellent dielectric loss and life characteristics. Tend to. Conventionally, a metallized film capacitor has two metallized films rolled up or laminated in layers, and metallized by spraying a metal such as zinc on the end surface on the side from which the electrode is drawn, and then heat-treated as necessary. The capacitor element is manufactured by performing a temperature treatment called Next, a round bar-shaped external lead terminal was connected to the metallicon electrodes at both ends of the capacitor element, and the main body was covered with the resin composition.
ところで、車載等の移動体の用途では、大電流対応で耐振動性に加えて、広い温度範囲の適用性や耐湿性、表面実装性などの使用される条件が長期にわたり求められている。そのため、特許文献１のように、丸棒状の外部引き出し端子の幅を広げて板状として、断面積を増加させて大電流に対応させ、またメタリコンや実装基板との接続面積を増加させて耐振動性を向上させた方法が採用されている。また、コンデンサ素子を樹脂ケースに収納し、ケース内を樹脂組成物で充填して耐熱性・耐候性を向上させる方法が採用されている。
By the way, in the use of a moving body such as a vehicle, in addition to vibration resistance in response to a large current, conditions for use such as applicability in a wide temperature range, moisture resistance, and surface mountability have been demanded for a long time. For this reason, as in
ところで、丸棒状の外部引き出し端子の幅を広げて板状にしたために、充填する樹脂組成物と外部引き出し端子との接触する範囲が増大するが、充填する樹脂組成物と外部引き出し端子との線膨張率が同じではないため、ヒートサイクル中に、充填する樹脂組成物と外部引き出し端子との間で剥離が生じやすく、剥離すると吸湿して、コンデンサ素子が劣化しやすくなる。 By the way, since the width of the round lead-shaped external lead terminal is increased to a plate shape, the range of contact between the resin composition to be filled and the external lead terminal is increased, but the line between the resin composition to be filled and the external lead terminal is increased. Since the expansion coefficient is not the same, peeling is likely to occur between the resin composition to be filled and the external lead terminal during the heat cycle, and if it peels, it absorbs moisture and the capacitor element tends to deteriorate.
本発明は、充填する樹脂組成物と外部引き出し端子との間での剥離を防止して、大電流対応で耐振動性に加えて、広い温度範囲の適用性や耐湿性などの使用される条件が長期にわたり得られる金属化フィルムコンデンサを提供することを課題としている。 The present invention prevents peeling between the resin composition to be filled and the external lead terminal, and is compatible with a large current, in addition to vibration resistance, wide temperature range applicability and moisture resistance, etc. Is providing a metallized film capacitor that can be obtained over a long period of time.
本発明は、上記の課題を解決するために、下記の金属化フィルムコンデンサを提供するものである。
（１）開口部を有する樹脂ケースと、この樹脂ケース内に収納される、巻回された金属化フィルムの両端にメタリコン電極を設けたコンデンサ素子と、前記メタリコン電極に接続された外部引き出し端子板と、前記樹脂ケース内に充填されコンデンサ素子を埋没させる樹脂組成物とを備え、前記外部引き出し端子板には、前記コンデンサ素子側で前記樹脂組成物と接する部分に片面に格子状である十字状の溝が設けられ、前記メタリコン電極に接続された前記外部引き出し端子板は、前記樹脂ケースの開口端部に向かって斜めに直進していることを特徴とする金属化フィルムコンデンサ。
（２）前記溝は、前記外部引き出し端子板の長手方向とは直角方向及び平行方向に設けられたことを特徴とする（１）の金属化フィルムコンデンサ。
In order to solve the above problems, the present invention provides the following metallized film capacitor.
(1) Resin case having an opening, a capacitor element provided in both ends of a wound metallized film housed in the resin case, and an external lead terminal plate connected to the metallicon electrode And a resin composition that is filled in the resin case and immerses the capacitor element, and the external lead terminal plate has a cross-like shape that is latticed on one side at a portion that contacts the resin composition on the capacitor element side. The metallized film capacitor is characterized in that the external lead terminal plate provided with a groove and connected to the metallicon electrode goes straight obliquely toward the opening end of the resin case .
(2) pre-Kimizo is metalized film capacitor, wherein (1) said to the longitudinal direction of the external lead terminal board provided in the perpendicular direction and the parallel direction.
本発明によれば、充填する樹脂組成物と外部引き出し端子板との間での剥離を防止して、大電流対応で耐振動性に加えて、広い温度範囲の適用性や耐湿性などの使用される条件が長期にわたり得られる金属化フィルムコンデンサを提供することができる。 According to the present invention, the peeling between the resin composition to be filled and the external lead terminal plate is prevented, and in addition to vibration resistance in response to a large current, use in a wide temperature range applicability, moisture resistance, etc. It is possible to provide a metallized film capacitor that can obtain the required conditions over a long period of time.
本発明の樹脂ケースは、コンデンサ素子を収納する樹脂製の容器で、開口部を有する。
材質としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＯＭ（ポリオキシメチレン）、ＰＰＯ（ポリフェニルオキサイド）等の樹脂成形品、またはポリ塩化ビニル、ポリカーボネートなどの真空樹脂成形品が使用でき、肉厚は、０．３ｍｍから５ｍｍ、好ましくは１ｍｍから３ｍｍ程度で、厚みがないと耐候性または強度が悪化する。厚みありすぎると小型軽量性が悪化する。
The resin case of the present invention is a resin container for housing a capacitor element and has an opening.
Materials include resin molded products such as PET (polyethylene terephthalate), PPS (polyphenylene sulfide), PPE (polyphenylene ether) PBT (polybutylene terephthalate), POM (polyoxymethylene), PPO (polyphenyl oxide), or polychlorinated. A vacuum resin molded product such as vinyl or polycarbonate can be used, and the thickness is about 0.3 mm to 5 mm, preferably about 1 mm to 3 mm. If there is no thickness, weather resistance or strength deteriorates. If the thickness is too large, the small size and lightness deteriorate.
本発明のコンデンサ素子は、ポリエチレンテレフタレートやポリプロピレン等のフィルム表面に、金属を蒸着した金属化フィルムを重ねて巻回し、または多層積層し、両端面に亜鉛、銅、アルミニウムなどの金属を溶射したメタリコン電極を設けた一般的なものである。断面形状は巻回した場合は円形、それをつぶした場合は偏平形となる。蒸着する金属としては、アルミニウム、銅、亜鉛またはそれらの合金などが限定なく使用できる。またそれらに添加するものとして、ケイ素、チタンなどが使用できる。一般的には、真空蒸着などにより製膜できる。蒸着膜の厚さは、通常の金属化フィルムコンデンサ用の厚さと同様で、１Ω／□から５０Ω／□程度の抵抗値の厚さで特に限定なく使用できる。 The capacitor element of the present invention is a metallicon obtained by laminating a metallized film on which a metal is vapor-deposited on a film surface such as polyethylene terephthalate or polypropylene, or laminating multiple layers, and spraying a metal such as zinc, copper, or aluminum on both end surfaces. It is a general one provided with electrodes. The cross-sectional shape is circular when wound, and flat when collapsed. As the metal to be deposited, aluminum, copper, zinc, or an alloy thereof can be used without limitation. Moreover, silicon, titanium, etc. can be used as what is added to them. In general, the film can be formed by vacuum deposition or the like. The thickness of the deposited film is the same as the thickness for a normal metallized film capacitor, and can be used without particular limitation at a thickness of about 1Ω / □ to 50Ω / □.
本発明の外部引き出し端子板は、外部とメタリコン電極との間を電気的に接続するもので、厚さが、０．３ｍｍから３ｍｍ程度の銅、アルミニウム、鉄、ニッケル、ステンレス、燐青銅等の変形可能な金属の箔、薄板が使用できる。はんだ接続、溶接、圧接可能な金属が使用できるが、特に電気的良導体として銅または銅合金が好ましく、表面に錫やはんだ等のめっきを設けてもよい。また、表面全体が数μｍから数１０μｍ程度の深さの細かい梨地状であってもよいが、加工油などが残りやすいので十分脱脂する必要がある。 The external lead terminal plate of the present invention electrically connects the outside and the metallicon electrode, and has a thickness of about 0.3 mm to 3 mm such as copper, aluminum, iron, nickel, stainless steel, phosphor bronze, etc. A deformable metal foil or thin plate can be used. Although a metal that can be soldered, welded, and pressed can be used, copper or a copper alloy is particularly preferable as a good electrical conductor, and the surface may be plated with tin, solder, or the like. Moreover, although the whole surface may be fine satin-like with a depth of about several μm to several tens of μm, it is necessary to sufficiently degrease the processing oil because it tends to remain.
本発明の溝は、外部引き出し端子板の表面に設けられる凹みで、コンデンサ素子側で樹脂組成物と接する部分に設けられる。溝の設けかたは、外部引き出し端子板の幅方向で一ヶ所以上数ヶ所設ける。幅方向とは直角方向にも追加して、十字状に設けても良い。溝の深さは、外部引き出し端子板の板厚の１５％から４０％で、好ましくは２０％から３０％とする。これより浅いと剥離防止の効果が得られず、これより深いと電流を流せなくなる。外部引き出し端子板の板厚にもよるが、１００μｍから３００μｍ程度の深さとする。両方の面に溝を設けてもかまわないが、溝の深さは樹脂組成物との剥離防止と相関があるものの、電流量や曲げ強度とは逆相関のため、コンデンサ素子側面にだけに集中して設けたほうが好ましい。 The groove of the present invention is a recess provided on the surface of the external lead terminal plate, and is provided in a portion in contact with the resin composition on the capacitor element side. Provide one or more grooves in the width direction of the external lead terminal board. In addition to the direction perpendicular to the width direction, a cross shape may be provided. The depth of the groove is 15% to 40%, preferably 20% to 30%, of the thickness of the external lead terminal plate. If it is shallower than this, the effect of preventing peeling cannot be obtained, and if it is deeper than this, current cannot flow. Although it depends on the thickness of the external lead terminal plate, the depth is about 100 μm to 300 μm. Grooves may be provided on both sides, but the depth of the groove correlates with the prevention of peeling from the resin composition, but it is concentrated only on the side of the capacitor element because of an inverse correlation with the amount of current and bending strength. It is preferable to provide them.
本発明の樹脂組成物は、樹脂ケース内の絶縁充填材で、一般的にフィルムコンデンサの充填用に使用しているものが使用でき、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂などの樹脂にフィラー等を混ぜたものである。フィラーとしては、ケイ素、チタン、アルミニウム、カルシウム、ジルコニウム、マグネシウム等の水酸化物、酸化物、炭化物、窒化物、これらの複合物などが使用できる。必要があれば、難燃剤、酸化防止剤を添加してもよい。 The resin composition of the present invention is an insulating filler in a resin case, which is generally used for filling a film capacitor, and is a mixture of a filler such as an epoxy resin or a urethane resin. It is. As the filler, hydroxides such as silicon, titanium, aluminum, calcium, zirconium, and magnesium, oxides, carbides, nitrides, and composites thereof can be used. If necessary, a flame retardant and an antioxidant may be added.
本発明のメタリコン電極は、二枚の金属化フィルムを重ねて巻回、または多層積層し、電極を引き出す側の端面に設けた電極で、溶射によって形成されるものである。一般的にフィルムコンデンサに使用しているものが使用でき、銅、亜鉛、アルミニウム、錫、はんだ等の金属または合金からなる。場合によっては、メタリコン電極の表面にめっきを施してもよい。 The metallicon electrode of the present invention is an electrode provided on an end face on the side where two metallized films are overlapped and wound or multilayered, and the electrode is drawn out, and is formed by thermal spraying. What is generally used for the film capacitor can be used, and is made of a metal or alloy such as copper, zinc, aluminum, tin, or solder. In some cases, the surface of the metallicon electrode may be plated.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、本発明の金属化フィルムコンデンサの概略断面図を示している。
コンデンサ素子１は、金属化フィルムを重ねて巻回し、両端面に亜鉛、銅、アルミニウムなどの金属を溶射しメタリコン電極２を設けている。両端のメタリコン電極２には、それぞれ外部引き出し端子板３がはんだ等により接続されている。コンデンサ素子１は、開口部を有する樹脂ケース４内に収納され、樹脂ケース４内は樹脂組成物５で充填されている。外部引き出し端子板３は、樹脂ケース４の開口部から外部に突出していて、樹脂ケース４の開口端部４ａで樹脂ケース４の外側面に沿って折り曲げられている。また、外部引き出し端子板３には、コンデンサ素子１側の面で樹脂組成物５と接する部分に溝３ａを複数設けている。
FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of the metallized film capacitor of the present invention.
特に図１では、メタリコン電極２に接続した外部引き出し端子板３は、樹脂ケース４の開口端部４ａに向かって斜めにまっすぐ伸びている。この構造により、外部引き出し端子板３の溝３ａのある面とは反対側の面と樹脂ケース４との間に、樹脂組成物５をある程度充填することができ、その間の接着が安定しやすい。そのため、外部引き出し端子板３の溝３ａのある面とは反対側の面と樹脂組成物５との界面に沿って外部から湿気が侵入するのを抑制することができる。
In particular, in FIG. 1, the external lead
図２は、本発明の金属化フィルムコンデンサの外部引き出し端子板の概略図を示している。外部引き出し端子板３の片面の幅方向に、直線状の溝３ａを複数平行に設けている。この構造により、溝３ａ部分において、長手方向の表面に沿った距離が増加するので、外部から湿気が侵入するのを抑制しやすくなりその点で好ましい。また、直線状の溝３ａにウエブ（波状）をかけてもよい。そのほうが樹脂組成物５との間の接触面積が増加するので、その部分の接続強度が増加または安定しその点で好ましい。
また、引き出し端子板３の一端には、コンデンサ素子のメタリコン電極と接続しやすくするための接続片３ｂを設けている。形状は特に限定はなく、はんだ接続しやすい構造が好ましい。
FIG. 2 shows a schematic view of the external lead terminal plate of the metallized film capacitor of the present invention. A plurality of
In addition, a
図３は、本発明の金属化フィルムコンデンサの外部引き出し端子板の別例の概略図を示している。外部引き出し端子板３の片面に格子状である十字状の溝３ａを複数設けている。この構造により、外部引き出し端子板３の溝３ａのある面と樹脂組成物５との間の接触面積が増加するので、その部分の接続強度が増加または安定しその点で好ましい。
FIG. 3 shows a schematic view of another example of the external lead terminal plate of the metallized film capacitor of the present invention. A plurality of
図４は、本発明の別例の金属化フィルムコンデンサの概略断面図を示している。図１との違いは、外部引き出し端子板３において、樹脂組成物５と接触する部分を、くの字に変形させ、樹脂ケース４の開口端部４ａ側が外部引き出し端子板３と全体としては近接した形となっている。この構造により、溝３ａの数も多く設けることができるようになり、外部引き出し端子板３の溝３ａのある面と樹脂組成物５との間の接触面積が増加するので、その部分の接続強度が増加または安定しその点で好ましい。
FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view of another example of the metallized film capacitor of the present invention. The difference from FIG. 1 is that the portion of the external lead
図５は、本発明の別例の金属化フィルムコンデンサの概略断面図を示している。図１との違いは、外部引き出し端子板３を、コンデンサ素子１のメタリコン電極２の表面から面方向に真っすぐ方向に引き出された形となっている。この構造により、外部引き出し端子板３の溝３ａのある面とは反対側の面と樹脂ケース４との間に、樹脂組成物５を十分充填することができ、その間の接着が安定しやすい。そのため、外部引き出し端子板３の溝３ａのある面とは反対側の面と樹脂組成物５との界面に沿って外部から湿気が侵入するのを抑制することができる。
FIG. 5 shows a schematic cross-sectional view of another example of the metallized film capacitor of the present invention. The difference from FIG. 1 is that the external lead
１…コンデンサ素子、２…メタリコン電極、３…外部引き出し端子板、３ａ…溝、３ｂ…接続片、４…樹脂ケース、４ａ…開口端部、５…樹脂組成物
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