JP7222494B2 - フィルムコンデンサ、及び、フィルムコンデンサ用の外装ケース - Google Patents

Description

本発明は、フィルムコンデンサ、及び、フィルムコンデンサ用の外装ケースに関する。

金属化フィルムコンデンサは、樹脂フィルムの表面に金属蒸着膜が設けられた金属化フィルムが巻回又は積層されてなるコンデンサ素子を備えている。このような金属化フィルムコンデンサを高温高湿環境下で使用すると、水分の浸入に起因して、金属蒸着膜の水酸化反応が進行する。これにより、金属蒸着膜の導電性が失われてしまい、静電容量が低下するという問題がある。

そこで、水蒸気バリア性に優れる金属ケースの内部にコンデンサ素子を収納する方法が知られている。ただし、金属ケースは導電性が高いため、コンデンサ素子に接続されたリード端子と金属ケースとの間に絶縁対策を施す必要がある。

金属ケースに代えて、絶縁性の高いポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）又はポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等からなる樹脂ケースを使用する方法も知られている。これらの樹脂ケースを使用することで、絶縁対策は不要となるが、水蒸気バリア性は金属ケースと比較して格段に低下する。特に、近年、自動車などの高信頼性市場で求められる８５℃８５％ＲＨ雰囲気下における耐湿信頼性を確保するには、樹脂ケースなどを厚くする必要があり、部品小型化のトレンドに合わない。

上記の問題に対して、特許文献１には、コンデンサ素子と、上記コンデンサ素子を内部に収納する樹脂ケースと、上記コンデンサ素子と上記樹脂ケースの隙間に充填される充填樹脂と、からなる金属化フィルムコンデンサにおいて、上記コンデンサ素子と上記樹脂ケースとの間で、かつ上記樹脂ケースの内壁近傍にガスバリア性プラスチックフィルムを配置した金属化フィルムコンデンサが開示されている。特許文献２には、ケースと、上記ケース内に収納されるコンデンサ素子と、上記ケース内に充填されコンデンサ素子を埋没させる樹脂とを備える金属化フィルムコンデンサにおいて、上記コンデンサ素子と上記樹脂上面との間に金属箔ラミネートシートを配置した金属化フィルムコンデンサが開示されている。

また、コンデンサ素子を収納するケースの材料として、特許文献３には、ＰＢＴ又はＰＰＳに代えて、液晶性ポリマー（ＬＣＰ）を使用してもよいことが記載されている。

特開２００７－１７３３５１号公報 特開２００７－３１１６２５号公報 特開２００５－２２２９１０号公報

特許文献１又は特許文献２のように、プラスチックフィルム又は金属箔ラミネートシートを用いてコンデンサ素子を保護する場合、ケース内に樹脂を充填する際の作業性悪化やコスト増加などの問題が懸念される。

一方、特許文献３のように、コンデンサ素子を収納する外装ケースの材料としてＬＣＰを用いた場合には、ＰＢＴ又はＰＰＳからなる樹脂ケースに比べてガスバリア性に優れ、かつ、金属ケースと異なり絶縁対策も不要となる。

ＬＣＰ材料を用いた外装ケースは、射出成形により作製することができる。一般に、ＬＣＰ材料を用いた成形体は、繊維状の樹脂の配向性が低くランダムに配向したコア層と、上記コア層を挟むように形成される、樹脂の配向性が高いスキン層とから構成され、さらに、スキン層の表面には、樹脂の配向性がより高い表面スキン層が形成されることが知られている。

表面スキン層は、外部からの衝撃又は摩擦によって剥がれやすい特徴がある。したがって、ＬＣＰ材料を用いて作製された外装ケースにおいては、外表面から樹脂が剥離することにより、フィルムコンデンサの外観不良を引き起こすおそれがある。特に、外装ケースの外表面にレーザー又はインク等による印字が施されている場合、外表面から樹脂が剥離することにより、印字の視認性が低下するおそれがある。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、外装ケースの外表面からの樹脂の剥離が抑制され、外装ケースの外観に優れたフィルムコンデンサを提供することを目的とする。本発明はまた、上記フィルムコンデンサ用の外装ケースを提供することを目的とする。

本発明のフィルムコンデンサは、樹脂フィルムの表面に金属層が設けられた金属化フィルムを備えるコンデンサ素子と、上記コンデンサ素子を内部に収納する外装ケースと、上記コンデンサ素子と上記外装ケースとの間に充填された充填樹脂とを備えるフィルムコンデンサであって、上記外装ケースが、液晶ポリマーと無機充填材とを含む樹脂組成物から構成されており、上記外装ケースの外表面における上記無機充填材の露出量が、５％以上、９０％以下である。

本発明のフィルムコンデンサ用の外装ケースは、樹脂フィルムの表面に金属層が設けられた金属化フィルムを備えるコンデンサ素子を内部に収納するための、フィルムコンデンサ用の外装ケースであって、液晶ポリマーと無機充填材とを含む樹脂組成物から構成されており、外表面における上記無機充填材の露出量が、５％以上、９０％以下である。

本発明によれば、外装ケースの外表面からの樹脂の剥離が抑制され、外装ケースの外観に優れたフィルムコンデンサを提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るフィルムコンデンサを模式的に示す斜視図である。 図２は、図１に示すフィルムコンデンサの分解斜視図である。 図３Ａ及び図３Ｂは、図１に示すフィルムコンデンサを模式的に示す断面図である。 図４Ａ及び図４Ｂは、図１に示すフィルムコンデンサを構成する外装ケースの一例を模式的に示す斜視図である。 図５Ａは、本発明のフィルムコンデンサを構成するコンデンサ素子の一例を模式的に示す斜視図であり、図５Ｂは、図５Ａに示すコンデンサ素子のｂ－ｂ線断面図である。 図６は、図５Ａ及び図５Ｂに示すコンデンサ素子を構成する金属化フィルムの巻回体の一例を模式的に示す斜視図である。 図７は、図５Ａ及び図５Ｂに示すコンデンサ素子を構成する金属化フィルムの巻回体の別の一例を模式的に示す斜視図である。

以下、本発明のフィルムコンデンサについて説明する。
しかしながら、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。
以下において記載する本発明の個々の望ましい構成を２つ以上組み合わせたものもまた本発明である。

なお、以下において説明するフィルムコンデンサ用の外装ケースもまた、本発明の１つである。

本発明のフィルムコンデンサは、樹脂フィルムの表面に金属層が設けられた金属化フィルムを備えるコンデンサ素子と、上記コンデンサ素子を内部に収納する外装ケースと、上記コンデンサ素子と上記外装ケースとの間に充填された充填樹脂とを備える。

本発明のフィルムコンデンサにおいては、上記外装ケースが、液晶ポリマーと無機充填材とを含む樹脂組成物から構成されており、上記外装ケースの外表面における上記無機充填材の露出量が、５％以上、９０％以下であることを特徴としている。

外装ケースの外表面における無機充填材の露出量を上記の範囲とすることにより、外装ケースの外表面からの樹脂の剥離を抑制することができる。その理由としては、外装ケースの外表面に無機充填材が存在することで表面スキン層の配向性が低下し、スキン層と表面スキン層との界面が形成されにくくなるためではないかと考えられる。一方で、外装ケースの外表面における無機充填材の露出量が多くなりすぎると、外装ケースの外表面がざらつくため、外観が損なわれてしまう。以上より、外装ケースの外表面における無機充填材の露出量を５％以上、９０％以下としている。

外装ケースの外表面からの樹脂の剥離を抑制する観点から、外装ケースの外表面における無機充填材の露出量は、５０％以上であることが望ましい。

本明細書において、外装ケースの外表面における無機充填材の露出量は、走査型電子顕微鏡（日本電子製、ＪＳＭ－３００ＬＶ）及びエネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＯＸＦＯＲＤ製、ＡＺｔｅｃ Ａｄｖａｎｃｅ Ｘ－ＭＡＸ２０×２）を用いて以下の方法により求められる。

５０倍の観察視野において、低真空モード、加速電圧１５ｋＶの設定で元素マッピングを行う。１ピクセル当たりの分析時間は１００マイクロ秒とする。得られたマッピングデータから全画素中において、無機充填材に含まれるＳｉ、Ｃａ、Ｍｇ等の無機元素が検出された画素数の比率を計算することにより、無機充填材の露出量を求める。ここで、１秒あたりの特性Ｘ線のカウント数（ｃｐｓ）が１以上である場合に元素が検出されたと見なす。本評価では、外装ケースの外表面のうち、丸みの付いたＲ部、射出成形によるゲート位置、及び開口部を除く平坦な箇所を測定箇所とする。

このように、無機充填材の露出量を求める場合の「外装ケースの外表面」とは、上記の方法により測定可能な領域を指す。すなわち、２次元の面ではなく、一定の深さを有する３次元の領域を意味する。また、実際には外装ケースの外表面に無機充填材が露出していなくても、上記の方法により検出される無機元素は、外装ケースの外表面における無機充填材の露出量に含まれることになる。

図１は、本発明の一実施形態に係るフィルムコンデンサを模式的に示す斜視図である。図２は、図１に示すフィルムコンデンサの分解斜視図である。図２は、コンデンサ素子が外装ケースに収納される前の状態を示している。図３Ａ及び図３Ｂは、図１に示すフィルムコンデンサを模式的に示す断面図である。

図１に示すフィルムコンデンサ１は、コンデンサ素子１０（図２、図３Ａ及び図３Ｂ参照）と、コンデンサ素子１０を内部に収納する外装ケース２０と、コンデンサ素子１０と外装ケース２０との間に充填された充填樹脂３０と、を備えている。

図２に示すように、外装ケース２０の内部には、直方体状の空間が形成されている。コンデンサ素子１０は、外装ケース２０の内面から離間しつつ、外装ケース２０の内部の中央に配置されることが望ましい。コンデンサ素子１０を保持するために、コンデンサ素子１０の外面と外装ケース２０の内面との間には、エポキシ樹脂などの充填樹脂３０（図１、図３Ａ及び図３Ｂ参照）が充填される。外装ケース２０は、一端に開口部を有する有底筒状であり、充填樹脂３０は、外装ケース２０の内部において、外装ケース２０の開口部からコンデンサ素子１０までも充填されている。エポキシ樹脂は、加熱硬化させることで、外装ケース２０とコンデンサ素子１０を一体に接着固定することができる。

図２及び図３Ａにおいて、コンデンサ素子１０は、金属化フィルムの巻回体４０と、巻回体４０の両側方に形成された第１の外部電極４１及び第２の外部電極４２と、を備えている。第１の外部電極４１には第１のリード端子５１が電気的に接続され、第２の外部電極４２には第２のリード端子５２が電気的に接続されている。図１及び図３Ａに示すように、第１のリード端子５１及び第２のリード端子５２は、外装ケース２０の内部から外部に向かって突出する。

（外装ケース）
本発明のフィルムコンデンサを構成する外装ケースは、例えば、一端に開口部のある有底筒状である。

図４Ａ及び図４Ｂは、図１に示すフィルムコンデンサを構成する外装ケースの一例を模式的に示す斜視図である。
図４Ａ及び図４Ｂに示す外装ケース２０は、一端に略長方形の開口部２１を有し、開口部２１に対向しつつ他端を封する底部２２と、底部２２から開口部２１側に突出する４枚の側壁２３、２４、２５及び２６を備えた四角筒状の側壁部と、を備えた有底四角筒状である。なお、外装ケース２０は、四角筒状の側壁部に代えて、円筒状の側壁部を備えた有底円筒状などの筒状であってもよい。

図４Ａ及び図４Ｂにおいて、外装ケース２０の側壁部は、第１の側壁２３と、第１の側壁２３と略同面積を有すると共に第１の側壁２３の内面と対向するように離間して配置された第２の側壁２４と、第１の側壁２３の一方の側辺と第２の側壁２４の一方の側辺とを連接すると共に第１の側壁２３の面積より小面積を有する第３の側壁２５と、第１の側壁２３の他方の側辺と第２の側壁２４の他方の側辺とを連接し、第３の側壁２５と略同面積を有するとともに第３の側壁２５の内面と対向するように離間して配置された第４の側壁２６とを備える。

図４Ａ及び図４Ｂに示すように、外装ケース２０の側部には、開口部２１側の四辺において、凹部２７が設けられていることが望ましい。凹部２７は、開口部２１側から底部２２側に向かい、開口部２１側の四辺に沿って伸びている。外装ケースの開口面に凹部を設けることにより、フィルムコンデンサを基板実装した際に、フィルムコンデンサ及び基板が密閉して内圧が上昇することを防止することができる。なお、外装ケースに凹部が設けられていなくてもよい。

図４Ａ及び図４Ｂに示すように、外装ケース２０の側壁部には、各側壁を連接する辺に沿って伸びるテーパー部２８が設けられていることが望ましい。図４Ａ及び図４Ｂでは、第１の側壁２３及び第２の側壁２４の底部２２側の角部にテーパー部２８が設けられている。また、第３の側壁２５の底部２２側の側辺と底部２２とを連接する辺にもテーパー部が設けられ、第４の側壁２６の底部２２側の側辺と底部２２とを連接する辺にもテーパー部が設けられている。なお、外装ケースの側壁部にテーパー部が設けられていなくてもよい。

本発明のフィルムコンデンサにおいては、実装基板やバスバー端子からの輻射熱による内部のコンデンサ素子の温度上昇を抑制することが望ましい。そのため、外装ケースは、１００℃の高温であっても不透明（例えば黒色）であることが望ましい。なお、ここでいう不透明とは、可視光４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長での透過率が５％以下であることをいう。

本発明のフィルムコンデンサにおいて、外装ケースは、液晶ポリマー（ＬＣＰ）と無機充填材とを含む樹脂組成物から構成されている。

樹脂組成物に含まれるＬＣＰとして、例えば、ｐ－ヒドロキシ安息香酸と６－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸基を骨格にもつＬＣＰを使用することができる。また、ｐ－ヒドロキシ安息香酸と６－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸基以外にも、フェノール、フタル酸、エチレンテレフタレートなどの各種成分を用いて、重縮合体を形成したＬＣＰを使用することができる。
また、ＬＣＰを分類する場合、Ｉ型、ＩＩ型、ＩＩＩ型といった分類方法もあるが、材料としては、上記構成要素から形成したＬＣＰと同じ材料を意味する。

樹脂組成物に含まれる無機充填材としては、ＬＣＰよりも強度が高い材料を使用することができる。無機充填材は、ＬＣＰよりも融点が高い材料であることが望ましく、融点が６８０℃以上である材料であることがより望ましい。

無機充填材の形態は特に限定されず、例えば、繊維状又は板状などの長手方向を有するものが挙げられる。これらの無機充填材は、２種以上を組み合わせて使用してもよい。

本発明のフィルムコンデンサにおいて、樹脂組成物は、無機充填材として、繊維状の無機材料及び板状の無機材料の両方を含むことが望ましい。この場合、外装ケースの外表面における無機充填材の露出量を多くすることができる。

本明細書において、「繊維状」とは、充填材の長手方向長さと、長手方向に垂直な断面における断面径との関係が、長手方向長さ÷断面径≧５（すなわちアスペクト比が５：１以上）である状態を意味する。ここで、断面径は、断面の外周上において最長となる２点間距離とする。断面径が長手方向で異なる場合、断面径が最大となる箇所で測定を行う。
また、「板状」とは、投影面積が最大となる面の断面径と、この断面に対して垂直方向における最大高さの関係が、断面径÷高さ≧３である状態を意味する。

本発明のフィルムコンデンサにおいて、樹脂組成物は、上述した「繊維状」及び「板状」の両方の条件を満たす無機充填材を含んでもよい。この場合、無機充填材としては１種類の無機材料しか含まれていない。しかし、この場合も「樹脂組成物は、無機充填材として、繊維状の無機材料及び板状の無機材料の両方を含む」と言うこととする。

無機充填材は、少なくともその一部が外装ケースの側部の各側壁において、ケース底側から開口部に向かって配向している部分と、隣り合う側壁に向かって配向している部分とを有し、外装ケースの内部において分散していることが望ましい。

無機充填材は、少なくとも直径５μｍ以上、長さ５０μｍ以上のサイズを有するものであることが望ましい。特に、無機充填材は、凝集することなく、外装ケース全体に分散していることが望ましい。

無機充填材として、例えば、ガラス繊維、マイカ、タルク、各種酸化物又は水酸化物などの材料を使用することができる。

本発明のフィルムコンデンサにおいては、外装ケースの変形量を小さくする観点から、樹脂組成物中の無機充填材の含有量は、５重量％以上であることが望ましく、１５重量％以上であることがより望ましい。また、外装ケースの成形性を確保する観点から、樹脂組成物中の無機充填材の含有量は、６０重量％以下であることが望ましい。

樹脂組成物中の無機充填材の含有量は、２０ｍｍ×２０ｍｍ×０．５ｍｍ厚の試験片を使用して、灰分測定あるいは熱重量分析によって、残存成分を無機成分とみなして重量を測定し、初期重量と残存成分重量から算出することができる。
具体的には、ＪＩＳ Ｋ ７２５０ Ａ法（直接灰化法）に基づき、有機材料を燃焼し、その燃焼残さを高温で恒量になるまで加熱する方法にて測定する。

本発明のフィルムコンデンサにおいて、樹脂組成物中のＬＣＰの含有量は、４０重量％以上、９５重量％以下であることが望ましく、４０重量％以上、８５重量％以下であることがより望ましい。

本発明のフィルムコンデンサにおいて、外装ケースは、例えば、射出成形により製造することができる。このように、外装ケースは、ゲート痕を有する射出成形品であってもよい。ゲート痕は、外装ケースの外表面に設けられていてもよいし、外装ケースの内表面に設けられていてもよい。また、ゲート痕は、１個であってもよいし、複数個であってもよい。なお、ゲート痕とは、外装ケースを射出成形する際の金型において、キャビティへの樹脂の注入経路となった注入口（ゲート）が設けられていた部分の、成形体における痕跡のことである。

本発明のフィルムコンデンサにおいては、外装ケースの外表面に、レーザー及びインクの少なくとも一方による印字がされていてもよい。上記のとおり、本発明のフィルムコンデンサにおいては、外装ケースの外表面から樹脂が剥がれにくいため、印字の視認性に優れる。

（充填樹脂）
本発明のフィルムコンデンサにおいて、充填樹脂は、コンデンサ素子と外装ケースとの間に充填される。

充填樹脂としては、必要な機能に応じた樹脂を適宜選択することができる。例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂などを使用することができる。エポキシ樹脂の硬化剤には、アミン硬化剤、イミダゾール硬化剤を使用してもよい。また、充填樹脂には、樹脂のみを使用してもよいが、強度の向上を目的として、補強剤を添加してもよい。補強剤には、シリカ、アルミナなどを用いることができる。

コンデンサ素子と外装ケースとの間に充填樹脂を充填することにより、コンデンサ素子を外気から遮断することができる。そのため、透湿性が低い樹脂を適宜選択し、外装ケースの開口部における樹脂を厚くすることが望ましい。
外装ケースの開口部における樹脂の厚みは、コンデンサ全体の体積（体格）が許容される範囲で充分な厚みを持たせることが望ましく、具体的には、２ｍｍ以上であることが望ましく、４ｍｍ以上であることがより望ましい。特に、外装ケースの内部において、コンデンサ素子が外装ケースの開口部よりも底面側に位置するように配置することで、コンデンサ素子に対して外装ケースの開口部側の樹脂の厚みを、底面側の樹脂の厚みよりも厚くすることがより望ましい。
また、充填樹脂の高さと外装ケースの高さとの関係は、外装ケースの開口部における樹脂をできる限り厚くするとともに、外装ケースの内部側の位置まででもよいし、すりきり一杯程度でもよいし、表面張力でやや溢れていてもよい。

（コンデンサ素子）
本発明のフィルムコンデンサにおいて、コンデンサ素子は、例えば断面長円状の柱状であり、その中心軸方向の両端に、例えば金属溶射（メタリコン）で形成した外部電極が設けられる。

図５Ａは、本発明のフィルムコンデンサを構成するコンデンサ素子の一例を模式的に示す斜視図であり、図５Ｂは、図５Ａに示すコンデンサ素子のｂ－ｂ線断面図である。
図５Ａ及び図５Ｂに示すコンデンサ素子１０は、第１の金属化フィルム１１と第２の金属化フィルム１２とが積層された状態で巻回された金属化フィルムの巻回体４０と、巻回体４０の両端部に接続された第１の外部電極４１及び第２の外部電極４２と、を備えている。図５Ｂに示すように、第１の金属化フィルム１１は、第１の樹脂フィルム１３と、第１の樹脂フィルム１３の表面に設けられた第１の金属層（対向電極）１５とを備え、第２の金属化フィルム１２は、第２の樹脂フィルム１４と、第２の樹脂フィルム１４の表面に設けられた第２の金属層（対向電極）１６とを備えている。

図５Ｂに示すように、第１の金属層１５及び第２の金属層１６は、第１の樹脂フィルム１３又は第２の樹脂フィルム１４を挟んで互いに対向している。さらに、第１の金属層１５は、第１の外部電極４１と電気的に接続されており、第２の金属層１６は、第２の外部電極４２と電気的に接続されている。

第１の樹脂フィルム１３及び第２の樹脂フィルム１４は、それぞれ異なる構成を有していてもよいが、同一の構成を有していることが望ましい。

第１の金属層１５は、第１の樹脂フィルム１３の一方の面において一方側縁にまで届くが、他方側縁にまで届かないように形成される。他方、第２の金属層１６は、第２の樹脂フィルム１４の一方の面において一方側縁にまで届かないが、他方側縁にまで届くように形成される。第１の金属層１５及び第２の金属層１６は、例えばアルミニウム層などから構成される。

図６は、図５Ａ及び図５Ｂに示すコンデンサ素子を構成する金属化フィルムの巻回体の一例を模式的に示す斜視図である。
図５Ｂ及び図６に示すように、第１の金属層１５における第１の樹脂フィルム１３の側縁にまで届いている側の端部、及び、第２の金属層１６における第２の樹脂フィルム１４の側縁にまで届いている側の端部がともに積層されたフィルムから露出するように、第１の樹脂フィルム１３と第２の樹脂フィルム１４とが互いに幅方向（図５Ｂでは左右方向）にずらされて積層される。図６に示すように、第１の樹脂フィルム１３及び第２の樹脂フィルム１４が積層された状態で巻回されることによって巻回体４０となり、第１の金属層１５及び第２の金属層１６が端部で露出した状態を保持して、積み重なった状態とされる。

図５Ｂ及び図６では、第２の樹脂フィルム１４が第１の樹脂フィルム１３の外側になるように、かつ、第１の樹脂フィルム１３及び第２の樹脂フィルム１４の各々について、第１の金属層１５及び第２の金属層１６の各々が内方に向くように巻回されている。

第１の外部電極４１及び第２の外部電極４２は、上述のようにして得られた金属化フィルムの巻回体４０の各端面上に、例えば亜鉛などを溶射することによって形成される。第１の外部電極４１は、第１の金属層１５の露出端部と接触し、それによって第１の金属層１５と電気的に接続される。他方、第２の外部電極４２は、第２の金属層１６の露出端部と接触し、それによって第２の金属層１６と電気的に接続される。

本発明のフィルムコンデンサにおいて、コンデンサ素子を構成する樹脂フィルムは、１２５℃以上の耐熱性を有することが望ましい。この場合、１２５℃以上の高温環境下においてフィルムコンデンサを使用することができる。

本発明のフィルムコンデンサにおいて、コンデンサ素子を構成する樹脂フィルムは、ウレタン結合及びユリア結合の少なくとも一方を有する樹脂を主成分として含むことが望ましい。このような樹脂としては、例えば、ウレタン結合を有するウレタン樹脂、ユリア結合を有するユリア樹脂等が挙げられる。また、ウレタン結合及びユリア結合の両方を有する樹脂であってもよい。具体的には、後述する硬化性樹脂、蒸着重合膜等が挙げられる。
なお、ウレタン結合及び／又はユリア結合の存在は、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ－ＩＲ）を用いて確認することができる。

本明細書において、「樹脂フィルムの主成分」とは、重量百分率が最も大きい成分を意味し、望ましくは、重量百分率が５０重量％を超える成分を意味する。したがって、樹脂フィルムは、主成分以外の成分として、例えば、シリコーン樹脂等の添加剤や、後述する第１有機材料及び第２有機材料等の出発材料の未硬化部分を含んでもよい。

本発明のフィルムコンデンサにおいて、コンデンサ素子を構成する樹脂フィルムは、硬化性樹脂を主成分として含んでいてもよい。硬化性樹脂は、熱硬化性樹脂であってもよいし、光硬化性樹脂であってもよい。硬化性樹脂は、ウレタン結合及びユリア結合の少なくとも一方を有していてもよいし、有していなくてもよい。

本明細書において、熱硬化性樹脂とは、熱で硬化し得る樹脂を意味しており、硬化方法を限定するものではない。したがって、熱で硬化し得る樹脂である限り、熱以外の方法（例えば、光、電子ビームなど）で硬化した樹脂も熱硬化性樹脂に含まれる。また、材料によっては材料自体が持つ反応性によって反応が開始する場合があり、必ずしも外部から熱又は光等を与えずに硬化が進むものについても熱硬化性樹脂とする。光硬化性樹脂についても同様であり、硬化方法を限定するものではない。

本発明のフィルムコンデンサにおいて、コンデンサ素子を構成する樹脂フィルムは、蒸着重合膜を主成分として含んでいてもよい。蒸着重合膜は、ウレタン結合及びユリア結合の少なくとも一方を有していてもよいし、有していなくてもよい。
なお、蒸着重合膜は、蒸着重合法により成膜されたものを指し、基本的には硬化性樹脂に含まれる。

本発明のフィルムコンデンサにおいて、コンデンサ素子を構成する樹脂フィルムは、第１有機材料と第２有機材料との硬化物からなることが望ましい。例えば、第１有機材料が有する水酸基（ＯＨ基）と第２有機材料が有するイソシアネート基（ＮＣＯ基）とが反応して得られる硬化物等が挙げられる。

上記の反応によって硬化物を得る場合、出発材料の未硬化部分がフィルム中に残留してもよい。例えば、樹脂フィルムは、イソシアネート基及び水酸基の少なくとも一方を含んでもよい。この場合、樹脂フィルムは、イソシアネート基及び水酸基のいずれか一方を含んでもよいし、イソシアネート基及び水酸基の両方を含んでもよい。
なお、イソシアネート基及び／又は水酸基の存在は、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ－ＩＲ）を用いて確認することができる。

第１有機材料は、分子内に複数の水酸基を有するポリオールであることが望ましい。ポリオールとしては、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリビニルアセトアセタール等が挙げられる。第１有機材料として、２種以上の有機材料を併用してもよい。第１有機材料の中では、ポリエーテルポリオールに属するフェノキシ樹脂が望ましい。

第２有機材料は、分子内に複数の官能基を有する、イソシアネート化合物、エポキシ樹脂又はメラミン樹脂であることが望ましい。第２有機材料として、２種以上の有機材料を併用してもよい。

イソシアネート化合物としては、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）及びトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）等の芳香族ポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）等の脂肪族ポリイソシアネート等が挙げられる。これらのポリイソシアネートの変性体、例えば、カルボジイミド又はウレタン等を有する変性体であってもよい。中でも、芳香族ポリイソシアネートが望ましく、ＭＤＩがより望ましい。

エポキシ樹脂としては、エポキシ環を有する樹脂であれば特に限定されず、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格エポキシ樹脂、シクロペンタジエン骨格エポキシ樹脂、ナフタレン骨格エポキシ樹脂等が挙げられる。

メラミン樹脂としては、構造の中心にトリアジン環、その周辺にアミノ基３個を有する有機窒素化合物であれば特に限定されず、例えば、アルキル化メラミン樹脂等が挙げられる。その他、メラミンの変性体であってもよい。

本発明のフィルムコンデンサにおいて、コンデンサ素子を構成する樹脂フィルムは、望ましくは、第１有機材料及び第２有機材料を含む樹脂溶液をフィルム状に成形し、次いで、熱処理して硬化させることによって得られる。

本発明のフィルムコンデンサにおいて、コンデンサ素子を構成する樹脂フィルムは、熱可塑性樹脂を主成分として含んでいてもよい。熱可塑性樹脂としては、例えば、高結晶性ポリプロピレン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリアリレート等が挙げられる。

本発明のフィルムコンデンサにおいて、コンデンサ素子を構成する樹脂フィルムは、他の機能を付加するための添加剤を含むこともできる。例えば、レベリング剤を添加することで平滑性を付与することができる。添加剤は、水酸基及び／又はイソシアネート基と反応する官能基を有し、硬化物の架橋構造の一部を形成する材料であることがより望ましい。このような材料としては、例えば、エポキシ基、シラノール基及びカルボキシル基からなる群より選択される少なくとも１種の官能基を有する樹脂等が挙げられる。

本発明のフィルムコンデンサにおいて、コンデンサ素子を構成する樹脂フィルムの厚みは特に限定されないが、５μｍ以下であることが望ましく、３．５μｍ未満であることがより望ましい。また、樹脂フィルムの厚みは、０．５μｍ以上であることが望ましい。
なお、樹脂フィルムの厚みは、光学式膜厚計を用いて測定することができる。

本発明のフィルムコンデンサにおいて、コンデンサ素子を構成する金属層に含まれる金属の種類は特に限定されないが、金属層は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、スズ（Ｓｎ）及びニッケル（Ｎｉ）からなる群より選ばれるいずれか１種を含むことが望ましい。

本発明のフィルムコンデンサにおいて、コンデンサ素子を構成する金属層の厚みは特に限定されないが、金属層の破損を抑制する観点から、金属層の厚みは、５ｎｍ以上、４０ｎｍ以下であることが望ましい。
なお、金属層の厚みは、金属化フィルムを厚み方向に切断した断面を、電界放出型走査電子顕微鏡（ＦＥ－ＳＥＭ）等の電子顕微鏡を用いて観察することにより特定することができる。

図７は、図５Ａ及び図５Ｂに示すコンデンサ素子を構成する金属化フィルムの巻回体の別の一例を模式的に示す斜視図である。
本発明のフィルムコンデンサにおいて、コンデンサ素子が金属化フィルムの巻回体から構成される場合、図７に示す金属化フィルムの巻回体４０ａのように、断面形状が楕円又は長円のような扁平形状にプレスされ、断面形状が真円であるときよりコンパクトな形状とされることが望ましい。
この場合、外装ケース内部のデッドスペースを減らすことにより、外装ケースを小型化することができるため、フィルムコンデンサ全体を小型化することができる。

本発明のフィルムコンデンサにおいて、コンデンサ素子が金属化フィルムの巻回体から構成される場合、コンデンサ素子は、円柱状の巻回軸を備えていてもよい。巻回軸は、巻回状態の金属化フィルムの中心軸線上に配置されるものであり、金属化フィルムを巻回する際の巻軸となるものである。

（リード端子）
本発明のフィルムコンデンサにおいて、リード端子は、外装ケースの内部に充填された充填樹脂から外部に向かって突出する。

リード端子がコンデンサ素子の外部電極と電気的に接続されている部分は、外部電極の小領域に設けられることから、リード端子に負荷がかかると、外部電極からリード端子が分離してしまうおそれがある。そこで、外装ケースの内部においては、コンデンサ素子の外部電極とリード端子の外部に充填樹脂が位置し、両者を密着固定する。これにより、リード端子の突出部に負荷がかかっても、充填樹脂によってリード端子と外部電極との接続が補強され、両者の分離を抑制することができる。

外部電極とリード端子との接続位置は、外部電極の中央部でもよいし、特許第４７３３５６６号の図１に記載されているように開口部に近い電極端部であってもよい。

（その他の実施形態）
図１では、単一の外装ケースに単一のコンデンサ素子が収納されている例を示したが、例えば、特開２０１２－６９８４０号公報に記載されているように、単一の外装ケースに複数のコンデンサ素子が収納されていてもよい。

また、これまでは、第１の金属化フィルムと第２の金属化フィルムとが積層された状態で巻回された巻回型フィルムコンデンサを用いて説明したが、第１の金属化フィルムと第２の金属化フィルムとが積層された積層型フィルムコンデンサであってもよい。積層型フィルムコンデンサなどのフィルムコンデンサであっても、上述した本発明の作用及び効果が得られる。

以下、本発明のフィルムコンデンサをより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。

［外装ケースの作製］
表１に示す無機充填材を含むＬＣＰ材料Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤを用いて、フィルムコンデンサ用の外装ケースを射出成形により作製した。成形時の金型温度は、各ＬＣＰ材料のメーカー推奨金型温度の上限、中央又は下限の温度とした。

表１に示す繊維状の無機充填材として、直径１０μｍ、長さ３００μｍのガラス繊維を用い、板状の無機充填材として、断面径１５μｍ、高さ１μｍのタルクを用いた。

［外装ケースの評価］
（無機充填材の露出量）
試料Ｎｏ．１～１２について、上述した方法により、外装ケースの外表面における無機充填材の露出量を測定した。各試料につき、３箇所の露出量を測定した。

（ケース表面の剥離性）
外装ケースの外表面にアクリル系粘着テープ（粘着力：５．５Ｎ／１９ｍｍ）を粘着させ、これを剥がした際に外装ケースの外表面の樹脂が繊維状に剥離するかを確認した。樹脂の剥離が発生したものを×（不可）、樹脂の剥離が発生しなかったものを〇（良）と評価した。さらに、熱硬化性ポリエステル粘着テープ（粘着力：１２Ｎ／１９ｍｍ）を粘着させ、これを剥がした際に樹脂の剥離が発生しなかったものを◎（優）と評価した。

（ケース外観）
外装ケースの外表面にレーザー印字を施し、目視によりレーザー印字が鮮明に観察できる場合を○（良）、鮮明に観察できない場合を×（不可）と判定した。

表１中、無機充填材の露出量が０％の試料は、無機元素を検出できなかった。

表１に示すように、繊維状の無機充填材を含む試料では、外装ケースの外表面における無機充填材の露出量が５％以上、９０％以下の範囲であると、外装ケースの外表面において樹脂の剥離が発生せず、外観も優れていた。

特に、繊維状の無機充填材及び板状の無機充填材の両方を含む条件では、外装ケースの外表面における樹脂の剥離に対して、より高い効果が確認できた。

また、同じＬＣＰ材料を用いても、成形時の金型温度によって無機充填材の露出量が変化しており、具体的には、金型温度が低いと無機充填材の露出量が増加する傾向が見られた。したがって、成形時の金型温度によっても無機充填材の露出量を制御することが可能である。

１ フィルムコンデンサ
１０ コンデンサ素子
１１ 第１の金属化フィルム
１２ 第２の金属化フィルム
１３ 第１の樹脂フィルム
１４ 第２の樹脂フィルム
１５ 第１の金属層
１６ 第２の金属層
２０ 外装ケース
２１ 開口部
２２ 底部
２３ 第１の側壁
２４ 第２の側壁
２５ 第３の側壁
２６ 第４の側壁
２７ 凹部
２８ テーパー部
３０ 充填樹脂
４０，４０ａ 金属化フィルムの巻回体
４１ 第１の外部電極
４２ 第２の外部電極
５１ 第１のリード端子
５２ 第２のリード端子

Claims (6)

1. 樹脂フィルムの表面に金属層が設けられた金属化フィルムを備えるコンデンサ素子と、
   前記コンデンサ素子を内部に収納する外装ケースと、
   前記コンデンサ素子と前記外装ケースとの間に充填された充填樹脂とを備えるフィルムコンデンサであって、
   前記外装ケースが、液晶ポリマーと無機充填材とを含む樹脂組成物から構成されており、
   前記外装ケースの外表面における前記無機充填材の露出量が、５％以上、９０％以下であり、
   前記外装ケースの前記外表面に、レーザーによる印字がされている、フィルムコンデンサ。
2. 前記樹脂組成物は、前記無機充填材として、繊維状の無機材料及び板状の無機材料の両方を含む、請求項１に記載のフィルムコンデンサ。
3. 前記外装ケースは、ゲート痕を有する射出成形品である、請求項１又は２に記載のフィルムコンデンサ。
4. 樹脂フィルムの表面に金属層が設けられた金属化フィルムを備えるコンデンサ素子を内部に収納するための、フィルムコンデンサ用の外装ケースであって、
   液晶ポリマーと無機充填材とを含む樹脂組成物から構成されており、
   外表面における前記無機充填材の露出量が、５％以上、９０％以下であり、
   前記外表面に、レーザーによる印字がされている、フィルムコンデンサ用の外装ケース。
5. 前記樹脂組成物は、前記無機充填材として、繊維状の無機材料及び板状の無機材料の両方を含む、請求項４に記載の外装ケース。
6. ゲート痕を有する射出成形品である、請求項４又は５に記載の外装ケース。
   

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