JPS6014499B2 - 樹脂外装プラスチックフィルムコンデンサの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は樹脂外装プラスチックフィルムコンデンサの特
性を大幅に改善することを目的とした製造方法に関する
ものである。

ここで表わすプラスチックフィルムコンデンサとは、有
機フィルム（例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポ
リプロピレンなど）にアルミ蒸着を両面または片面に施
した金属化フィルムを巻回し、その巻回した端面に亜鉛
等を金属溶射（メタリコソ）して電極引出部とし、その
後プレスしながら高温熱処理したものにリード付けし、
樹脂外装して得られるコンデンサを示すものである。

特に、この金属化フィルム使用のプラスチックフィルム
コンデンサの特長は、電極が薄い蒸着膜層ができている
ため、仮に誘電体フィルム中に電気的弱点部が生じて破
壊に至るようになっても、その破壊エネルギーにより弱
点部近辺の蒸着膜が飛散して絶縁が回復する自己回復作
用を持つことである。この特長を生かし、現在ではかな
り高電氏までこの種のコンデンサが使用可能になってき
た。しかも、製造工程も従来のような、長期乾燥、含浸
、コンデソサ集合といった煩雑な作業も大きく簡素化さ
れているため、このプラスチックフィルムコンデンサが
従釆のＭＰコンデンサ、箔タイプコンデンサにかわつて
用いられるようになってきた。しかしながら、このプラ
スチックフイルムコンデンサの構造上、金属化フィルム
面と誘電体フィルム面間には微小な空隙層があり、高電
位額度で使用されると、その空隙層に微小放電（コロナ
）が発生し、このコロナが目線的に発生すると、遂には
誘電体フィルムを劣化させたり電極の蒸着膜がコロナの
エネルギーで飛散し容量を減少させることになるため、
大きな問題とされていた。

従来、この対策としてコロナ発生を抑える方法またはコ
ロナが発生しても影響の少ない方法の各立場で種々の検
討がなされてきた。前者の方法として、コンデンサ素子
内の微少空０隙層にあらかじめ絶縁油を含浸したものを
樹脂外装することによりコロナの発生を防止する方法や
、コンデソサ素子内の空隙層の内圧を高めた状態で樹脂
外装することによりコロナ発生開始電圧を上げる方法（
例えば、樹脂外装時にガス発生す夕る樹脂を使ったり、
樹脂外装の一連の工程を加圧状態で行なったりする方法
など）が採られてきたが、いずれも十分な効果が得られ
なかった。

つまり、フィルム間の空隙層があまりに小さいため、絶
縁油が十分含浸しても、外装樹脂に絶縁油が吸収された
りして製造上も特性上も不安定となるのである。また、
素子を囲む雰囲気を恒久的に加圧状態にするには、外装
樹脂のガス透過性、または端子と外装樹脂の密着性の安
定性などを考えると、長期的特性に信頼を欠いているこ
となどの問題を多くかかえており、実用上困難である。
次に、コロナが発生しても影響の少ない後者の方法とし
ては、誘電体フィルムとして譲電率の小さなものを使う
ことで、空隙層にかかる分坦電圧を小さなものにしたり
、または電極を構成する漆着膜厚を厚くすることで蒸着
膜飛散割合を小さくする工夫などがなされてきたが、誘
電率の低いフィルムはコンデンサの体積を大きくする不
利な点があり、コンデンサフイルムとして使用できるフ
ィルムには特性的に限りがある。また、蒸着膜厚を厚く
することは、自己回復作用時に大きなエネルギーが必要
になり、誘電体フィルムを大きく劣化させ、破壊値を低
下させる。本発明はこのような問題点を解決するのに有
効な手段を提供するものである。

まず、コロナの発生の機構について、さらに詳細に検討
すると、今、金属化フィルム厚をｄ〆、空隙層をｄａ、
フィルムの譲亀率をど〆、空気のコロナ発生電圧をＶ
ａとすると、コンデンサのコロナ発生電圧ＶＳは、下記
の式で表わされる。

ＶＳ＝岸（ｄａ十ｄｌメーごナ この式で、Ｖａはパッシヱン曲線によって与‐えられる
ものとして考えると、Ｖｓを決定づけるｄａには最小値
を有しており、ｄａがそれ以上大きくても小さくても、
ＶＳは高くなる。

つまり、コロナ発生開始電圧を上げるには、フィルム間
の空隙層ｄａ十分に厚くするか、薄くするかであるが、
実用上少なくする方法が好ましい。このため現在は、金
属フィルムに強いテンションを加えて巻き取り、コンデ
ンサ素子をプレスしながら高温熱処理する方法を用いて
いるが、現実には樹脂外装する時、樹脂の硬化の際に生
じる熱などでコンデンサ素子のプレスが緩み、十分なプ
レス効果が得られないため、特性的にも劣る状態にあっ
た。

そこで、本発明では、この緩みを防止すると同時に、特
性を改良するものである。

すなわち、コンデンサ素子の緩む原因である樹脂外装工
程の間、電極間に電圧を印加してマックスウエル応力〔
Ｆ＝を（こ羊；）２〕を働かせ、これによってコンデン
サ素子を強く締め付け続け、樹脂硬化時もその状態を保
つようにした方法である。

さらに、本発明では、電圧を印加することによって、フ
ィルム間の弱点部を自己回復させることもでき、静電客
容の安定化の役目も果たすことができる。図に本発明の
製造方法による樹脂外装プラスチックフィルムコンデン
サＡと従来の方法によるコンデンサ８との樹脂外装前後
の容量変化と、温度７０℃の条件下で交流２５０Ｖの電
圧を印加した後の容量変化を比較して示している。

なお、本発明品の試料としては、厚さ５ｒ、幅３２肋の
ポリエチレンテレフタレートフィルムの両面に電極金属
を蒸着した両面金属化フィルムと、厚さ５Ａ、幅３仇奴
のポリプロピレンフィルムとを交互に重ね合せて大きな
母体ドラムに巻回した後、端面に亜鉛を金属溶射して電
極引出部を設け、高温熱処理、母体コンデンサの切断、
リード付けの一連の工程を経て積層コンデンサ素子とし
、そしてその素子に直流３００Ｖを印加しながら、付着
させたェポキシ樹脂を温度８０℃，１虫時間で硬化させ
て外装したもを用いた。図から明らかなように、従来品
においては、樹脂外装前後の容量は０．５％程低下した
が、本発明品では容量変化がほとんどなく、コンデンサ
素子の緩みの発生がない。

また、連続寿命試験を行なった場合でも、コロナによる
容量変化が本発明品は従来品に対して非常に少ないこと
が判った。さらに、本発明では、従来から多く生産され
ている金属化フィルムを巻回しただけの者回型コンデン
サよりも、１枚１枚が独立した金属化フィルムからなる
積層コンデンサにおいて、特に著しく効果がある。以上
のように本発明の製造方法によれば、樹脂外装時に電圧
を印加するだけという簡単な工程により、容量変化のほ
とんどない優れた樹脂外装プラスチックフィルムコンデ
ンサを得ることができるのである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の製造方法による樹脂外装プラスチックフィ
ルムコンデンサと従釆の製造方法によるコンデンサとの
容量変化の特性を比較して示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金属化フイルムを用いてコンデンサ素子を構成した
   樹脂外装プラスチツクフイルムコンデンサの製造方法に
   おいて、前記コンデンサ素子に電圧を印加しながら樹脂
   で外装することを特徴とする樹脂外装プラスチツクフイ
   ルムコンデンサの製造方法。