金属化フィルムコンデンサ
【課題】熱衝撃等の負荷が加えられた場合にも電気的な断線が発生することを防止し得る金属化フィルムコンデンサを提供する。
【解決手段】誘電体フィルムの少なくとも片面に金属蒸着膜からなる蒸着電極が設けられた金属化フィルムを巻回してなるコンデンサ素子２０と、金属化フィルムの巻回端面に設けられたメタリコン部（メタリコン層２１）とを有する金属化フィルムコンデンサ１０であって、メタリコン部は、金属化フィルムの巻回端面２５Ａ上に順次形成された第１、第２および第３のメタリコン層２１Ａ、２１Ｂおよび２１Ｃを有し、第２のメタリコン層２１Ｂを形成するメタリコン粒子の中心粒子径は、巻回端面に接する第１のメタリコン層２１Ａを形成するメタリコン粒子の中心粒子径よりも大きいと共に、第３のメタリコン層２１Ｃを形成するメタリコン粒子の中心粒子径よりも小さいことを特徴とする。
【解決手段】誘電体フィルムの少なくとも片面に金属蒸着膜からなる蒸着電極が設けられた金属化フィルムを巻回してなるコンデンサ素子２０と、金属化フィルムの巻回端面に設けられたメタリコン部（メタリコン層２１）とを有する金属化フィルムコンデンサ１０であって、メタリコン部は、金属化フィルムの巻回端面２５Ａ上に順次形成された第１、第２および第３のメタリコン層２１Ａ、２１Ｂおよび２１Ｃを有し、第２のメタリコン層２１Ｂを形成するメタリコン粒子の中心粒子径は、巻回端面に接する第１のメタリコン層２１Ａを形成するメタリコン粒子の中心粒子径よりも大きいと共に、第３のメタリコン層２１Ｃを形成するメタリコン粒子の中心粒子径よりも小さいことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属化フィルムコンデンサに関し、産業機器または自動車用等のインバータ回路の平滑用などに使用する金属化フィルムコンデンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、金属化フィルムコンデンサには、金属化プラスチックフィルムが用いられている。この金属化プラスチックフィルムは、誘電体であるプラスチックフィルムにアルミニウム等の金属を蒸着させることにより金属薄膜を形成したものであり、この金属薄膜が金属化フィルムコンデンサの内部電極を構成する。
【０００３】
金属化フィルムコンデンサの製造工程においては、この金属化プラスチックフィルムを巻回することによりコンデンサ素子を形成し、このコンデンサ素子の両端面（金属化プラスチックフィルムを巻回してなる両巻回端面）に金属粒子を溶着させることにより、メタリコン層を形成する。
メタリコン層には、端子板を半田付けし、該端子板を半田付けしたコンデンサ素子を外装ケース内に配置し、エポキシ樹脂等の樹脂材を充填、硬化させる。このような製造工程によって、金属化フィルムコンデンサが製造される。
【０００４】
上記構成の金属化フィルムコンデンサにおいては、金属化プラスチックフィルムの両巻回端面にメタリコン層が形成され、さらに、当該メタリコン層の外側に端子板が半田付けされ、これら全体が樹脂材によって覆われる構成となっている。すなわち、メタリコン層は、金属化プラスチックフィルムの巻回端面と樹脂材との間に挟まれた構成となる。
【０００５】
メタリコン電極の物理的な強度を向上させることを目的とした金属化フィルムコンデンサの構成として、金属化プラスチックフィルムの巻回端面に互いに異なる材質からなる２種類のメタリコン層を形成するもの（特許文献１参照）が考えられている。
【０００６】
また、耐湿性や耐熱性を向上させることを目的として、金属化プラスチックフィルムの巻回端面に異なる材質の層（メタリコン電極層、導電性ペースト層、半田層）を形成した金属化フィルムコンデンサ（特許文献２参照）が考えられている。この構成は、耐湿性や耐熱性を向上し得る材質によって金属化プラスチックフィルムの巻回端面に層を形成するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２０４３６８号公報
【特許文献２】特開平１１−１５００３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、金属化フィルムコンデンサにおいては、コンデンサ素子を覆うエポキシ樹脂等の樹脂材と、金属化プラスチックフィルムを構成するプラスチックフィルム（ＰＰ（ポリプロピレン）フィルム等）とでは、線膨張係数に差があることより、上記構成のコンデンサ素子に熱衝撃が加えられると、樹脂材と金属化プラスチックフィルムとの間に応力が生じる。
【０００９】
この応力によりメタリコン層に剥離が生じ、コンデンサ素子は、この剥離によって電気的な断線状態となり、誘電正接が増大し、静電容量が減少するという性能の低下を招くことになる。
【００１０】
上記の問題を鑑みて、本発明は、熱衝撃等の負荷が加えられた場合にも電気的な断線が発生することを防止し得る金属化フィルムコンデンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の金属化フィルムコンデンサは、誘電体フィルムの少なくとも片面に金属蒸着膜からなる蒸着電極が設けられた金属化フィルムを巻回してなるコンデンサ素子と、金属化フィルムの巻回端面に設けられたメタリコン部とを有する金属化フィルムコンデンサであって、メタリコン部は、金属化フィルムの巻回端面上に順次形成された第１、第２および第３のメタリコン層を有し、第２のメタリコン層を形成するメタリコン粒子の中心粒子径は、巻回端面に接する第１のメタリコン層を形成するメタリコン粒子の中心粒子径よりも大きいと共に、第３のメタリコン層を形成するメタリコン粒子の中心粒子径よりも小さいことを特徴としている。
【００１２】
この構成によれば、金属化プラスチックフィルムとの密着性のよい小さな粒子径のメタリコン粒子で形成された第１のメタリコン層と、断熱性および機械的負荷の吸収性がよい大きな粒子径のメタリコン粒子で形成された第３のメタリコン層との間に、中間の大きさの粒子径を有するメタリコン粒子で形成された第２のメタリコン層が介挿されていることにより、メタリコン粒子径のレベル差が緩和され、メタリコン層内での剥離を防止することができる。
【００１３】
上記構成により、金属化プラスチックフィルムの巻回端面との密着性がよく、また断熱性および機械的負荷の吸収性がよい金属化フィルムコンデンサを実現することができる。
【００１４】
また、上記の金属化フィルムコンデンサは、第３のメタリコン層の外側に第４のメタリコン層が形成され、第４のメタリコン層の金属の融点が第３のメタリコン層の金属の融点より低く、第４のメタリコン層を形成する前記メタリコン粒子の中心粒子径は、第３のメタリコン層を形成するメタリコン粒子の中心粒子径よりも小さい構成としてもよい。
【００１５】
さらに、上記の金属化フィルムコンデンサは、第１のメタリコン層を形成するメタリコン粒子の粒子径分布領域と、前記第２のメタリコン層を形成するメタリコン粒子の粒子径分布領域とが重なり、第２のメタリコン層を形成するメタリコン粒子の粒子径分布領域と、第３のメタリコン層を形成するメタリコン粒子の粒子径分布領域とが重なる構成とするとよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の金属化フィルムコンデンサによると、熱衝撃等の負荷が加えられた場合にも電気的な断線が発生することを防止し得る金属化フィルムコンデンサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による金属化フィルムコンデンサを示す断面図である。
【図２】本発明によるコンデンサ素子の製造方法の説明に供する斜視図である。
【図３】本発明によるコンデンサ素子を示す斜視図である。
【図４】金属化プラスチックフィルムの巻回端面、メタリコン層および端子銅板の接続部分を示す部分拡大図である。
【図５】各メタリコン層を形成するメタリコン粒子の粒子径分布を示すグラフである。
【図６】金属化フィルムコンデンサの製造工程を示すフローチャートである。
【図７】比較例を示す部分拡大図である。
【図８】比較例を示す部分拡大図である。
【図９】比較例を示す部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面に基づき詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本実施の形態に係る金属化フィルムコンデンサ１０の全体構成を示す断面図である。図１に示すように、金属化フィルムコンデンサ１０においては、外装ケース１１の内部に複数のコンデンサ素子２０が並べられ、これら複数のコンデンサ素子２０の両端面に形成されたメタリコン層（メタリコン部）２１に端子板１５が半田付けされている。外装ケース１１内には、エポキシ樹脂等の樹脂材１７が充填され硬化されている。
【００２０】
外装ケース１１内の複数のコンデンサ素子２０は、各々同様の構成を有している。図２は、コンデンサ素子２０の製造方法の説明に供する斜視図である。
図２に示すように、誘電体であるプラスチックフィルム（ＰＰ（ポリプロピレン）フィルム等）２６にアルミニウムの金属を蒸着させることにより金属薄膜２７を形成してなる金属化プラスチックフィルム２５を作製し、この金属化プラスチックフィルム２５を複数枚用い、これらの金属化プラスチックフィルム２５を幅方向に互いにずらして巻回する（図２（Ａ））。
そして、最外装にシールフィルム２３を巻き付けることにより、コンデンサ素子２０が得られる（図２（Ｂ））。金属化プラスチックフィルム２５の巻回端面２５Ａには、後の工程において金属粒子（メタリコン粒子）からなるメタリコン層２１が形成される。
【００２１】
金属化プラスチックフィルム２５を巻回したコンデンサ素子２０をヒートプレスすることにより、図３に示すような、所定厚みの小判形形状のコンデンサ素子２０を得る。
このコンデンサ素子２０の両端面（金属化プラスチックフィルムの巻回端面（図２）には、メタリコン層２１が形成され、このメタリコン層２１に端子板１５（図１）が半田付けされる。
【００２２】
図４は、コンデンサ素子２０における、金属化プラスチックフィルム２５の巻回端面２５Ａ、メタリコン層２１および端子板１５の接続部分を示す部分拡大図である。なお、図４においては、金属化プラスチックフィルム２５の巻回端面２５Ａの一部のみを示しており、例えば、巻回された金属化プラスチックフィルム２５の最外装に巻き付けられたシールフィルム２３（図２、図３）等は、省略して示している。
【００２３】
図４に示すように、金属化プラスチックフィルム２５の巻回端面２５Ａには、コンデンサ素子２０の内層側から外層側に向かって、第１のメタリコン層２１Ａ、第２のメタリコン層２１Ｂおよび第３のメタリコン層２１Ｃが順次形成されている。第１のメタリコン層２１Ａは、巻回端面２５Ａに接する層であり、３つの層（第１〜第３のメタリコン層２１Ａ〜２１Ｃ）のうち、最も小さな中心粒子径を有する複数の第１のメタリコン粒子２２Ａによって形成されている。
第２のメタリコン層２１Ｂは、第１のメタリコン層２１Ａを形成する第１のメタリコン粒子２２Ａの粒子径よりも大きな中心粒子径を有する複数の第２のメタリコン粒子２２Ｂによって形成されている。
第３のメタリコン層２１Ｃは、第２のメタリコン層２１Ｂを形成する第２のメタリコン粒子２２Ｂの粒子径よりも大きな中心粒子径を有する複数の第３のメタリコン粒子２２Ｃによって形成されている。
【００２４】
第３のメタリコン層２１Ｃの外側には、端子銅板１５が半田１８により半田付けされており、端子銅板１５の外側には、樹脂材１７が充填されている。
【００２５】
このように、金属化プラスチックフィルム２５が巻回されてなる巻回端面２５Ａと、樹脂材１７との間には、金属化プラスチックフィルム２５の巻回端面２５Ａから、外層側（樹脂材１７側）に向かって、中心粒子径が次第に大きくなる複数のメタリコン層２１Ａ、２１Ｂおよび２１Ｃが順次形成されている。
【００２６】
図５は、各メタリコン層（第１〜第３のメタリコン層２１Ａ〜２１Ｃ）を形成するメタリコン粒子の粒子径の分布を示すグラフである。
本実施の形態の場合、第１のメタリコン層２１Ａを形成する第１のメタリコン粒子２２Ａの粒子径（以下、粒子径とは、下記方法で測定した粒子径の意）は、１〜１００μｍ（中心粒子径は、５０μｍ）であり、第２のメタリコン層２１Ｂを形成する第２のメタリコン粒子２２Ｂの粒子径は、１０〜１５０μｍ（中心粒子径は、１００μｍ）であり、第３のメタリコン層２１Ｃを形成する第３のメタリコン粒子２２Ｃの粒子径は、５０〜２５０μｍ（中心粒子径は、１５０μｍ）である。ここで、上記の中心粒子径は５０％粒子径、またはメディアン径と呼ばれるものである。
なお、上記の粒子の粒子径および粒子径分布の測定は下記の装置、条件により行った。
・測定装置：キーエンス製 マイクロスコープ（ＶＨ−８０００）
・測定条件：倍率 １７５倍
各メタリコン溶射条件にて厚紙上へ方形に溶射し、均一厚みに溶射されていない範囲のメタリコン粒子をランダムに１００個測定した。
【００２７】
各メタリコン層２１Ａ、２１Ｂおよび２１Ｃは、アルミニウム、錫、亜鉛、銅、アンチモン、半田系合金などを含む金属系材料を溶融させ、噴霧状にして対象物の表面に吹きつけて金属被覆層を得る方法（金属溶射法）を用いて形成される。ここでは、各メタリコン層２１Ａ、２１Ｂおよび２１Ｃとも、亜鉛系の同じ材料を使用した。
メタリコン粒子２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの粒子径は、メタリコン層２１Ａ〜２１Ｃを形成する際のメタリコン粒子の溶射条件により制御することができる。例えば、溶射距離、エアー圧力、線材量等を変化させることにより制御することができる。
【００２８】
本実施の形態の場合、第１のメタリコン層２１Ａを形成する条件として、メタリコン粒子の溶射距離を１００ｍｍ、エアー圧を０．５Ｍｐａ、線材量（１分間に使用される線材量）を１３ｇ／ｍｉｎとし、第２のメタリコン層２１Ｂを形成する条件として、メタリコン粒子の溶射距離を１００ｍｍ、エアー圧を０．３Ｍｐａ、線材量を２６ｇ／ｍｉｎとし、第３のメタリコン層２１Ｃを形成する条件として、メタリコン粒子の溶射距離を２５０ｍｍ、エアー圧を０．３Ｍｐａ、線材量を４０ｇ／ｍｉｎとする。これにより、図５に示す粒子径の分布でメタリコン層２１Ａ〜２１Ｃを形成することができる。
【００２９】
なお、メタリコン粒子を形成する条件として、メタリコン粒子の溶射距離を大きくする、エアー圧を低くする、または、線材量を多くすることにより、粒子径を大きく（粗く）することができる。
【００３０】
図４に示したように、第１のメタリコン層２１Ａにおいては、金属化プラスチックフィルム２５の各層間の隙間に入り込めるサイズの第１のメタリコン粒子２２Ａによって第１のメタリコン層２１Ａを形成することにより、第１のメタリコン層２１Ａと金属化プラスチックフィルム２５の巻回端面２５Ａとの密着強度を高めることができる。
これと共に、第３のメタリコン層２１Ｃにおいては、端子銅板１５の半田付けの熱を断熱するための断熱層の機能および機械的負荷を吸収するための機能を持たせるために最も大きな粒子径のメタリコン粒子２２Ｃによって第３のメタリコン層２１Ｃを形成する。
これらの間に、第１のメタリコン層２１Ａを形成するメタリコン粒子２２Ａの粒子径と、第３のメタリコン層２１Ｃを形成するメタリコン粒子２２Ｃの粒子径との中間の粒子径を有するメタリコン粒子２２Ｂによって第２のメタリコン層２１Ｂを形成する。
上記構成により、各メタリコン層２１Ａ〜２１Ｃの隣接するメタリコン粒子２２Ａ〜２２Ｃの粒子径を互いに近い値とすることができ、各層間における密着強度を保つことができる。
【００３１】
また、第１のメタリコン層２１Ａを形成するメタリコン粒子２２Ａの粒子径分布領域と、第２のメタリコン層２１Ｂを形成するメタリコン粒子２２Ｂの粒子径分布領域とが重なり、第２のメタリコン層２１Ｂを形成するメタリコン粒子２２Ｂの粒子径分布領域と、第３のメタリコン層２１Ｃを形成するメタリコン粒子２２Ｃの粒子径分布領域とが重なるように構成されている。
このように、各メタリコン層ごとに、隣接するメタリコン層の粒子径の範囲が重複する分布とすることにより、互いに隣接する２つのメタリコン層において、比較的近い粒子径のメタリコン粒子が併存することとなり、各層間の密着強度を保つことができる。
【００３２】
図６は、本実施の形態の金属化フィルムコンデンサ１０の製造工程を示すフローチャートである。図６に示すように、まず、プラスチックフィルム２６にアルミニウムの金属を蒸着させることにより金属薄膜２７（図２）を形成してなる金属化プラスチックフィルム２５（図２）を作製し（Ｓ１１）、複数枚の金属化プラスチックフィルム２５を巻回し、最外装にシールフィルム２３を巻いて止める（Ｓ１２）。
【００３３】
次に、金属化プラスチックフィルム２５を巻回したものを、ヒートプレスして小判形形状とする（Ｓ１３）。この小判形とされた金属化プラスチックフィルム２５の巻回端面２５Ａに、第１のメタリコン層２１Ａを形成し（Ｓ１４）、該第１のメタリコン層２１Ａの上に第２のメタリコン層２１Ｂを形成し（Ｓ１５）、さらに第２のメタリコン層２１Ｂの上に第３のメタリコン層２１Ｃを形成する（Ｓ１６）。
【００３４】
このようにして３層のメタリコン層を形成したコンデンサ素子２０を、外装ケース１１（図１）内に並べ、最外層のメタリコン層（第３のメタリコン層２１Ｃ）に端子銅板１５を半田付けする（Ｓ１７）。そして、外装ケース１１内に樹脂材１７を充填することにより（Ｓ１８）、金属化フィルムコンデンサ１０が完成する。
【００３５】
上述したように、本実施の形態においては、第１のメタリコン層２１Ａ〜第３のメタリコン層２１Ｃにかけて各々の層を形成するメタリコン粒子２２Ａ〜２２Ｃの粒子径を、各層ごとに順次大きくなるように形成しており、金属化プラスチックフィルム２５の巻回端面２５Ａに接する第１のメタリコン層２１Ａにおいては、金属化プラスチックフィルム２５の各層間の僅かな隙間にも入り込めるサイズの粒子径を有するメタリコン粒子２２Ａが用いられている。これにより、第１のメタリコン層２１Ａと金属化プラスチックフィルム２５の巻回端面２５Ａとの間の密着強度が向上する。
【００３６】
比較例として、図７に示すように、金属化プラスチックフィルム２５の各層間の隙間に入り難いサイズの粒子径を有するメタリコン粒子２２Ｃのみを用いてメタリコン層２１を形成した場合には（図７（Ａ））、一旦メタリコン層２１が形成されても、金属化プラスチックフィルム２５の各層間の隙間に入り込むメタリコン粒子２２Ｃの数が少ないことにより、メタリコン層２１と金属化プラスチックフィルム２５との間の密着強度が弱くなる。
よって、熱衝撃等の負荷が加えられた場合には、図７（Ｂ）に示すように、メタリコン層２１と、金属化プラスチックフィルム２５との間でメタリコン層２１の剥離が発生するおそれがある。この剥離が発生すると、メタリコン層２１と、金属化プラスチックフィルム２５との間が電気的に断線状態となり、コンデンサ素子２０の特性が劣化することになる。
【００３７】
これに対して、図４に示した本実施の形態の金属化フィルムコンデンサ１０に用いられるコンデンサ素子２０においては、第１のメタリコン層２１Ａを形成するメタリコン粒子２２Ａの粒子径が、金属化プラスチックフィルム２５の各層間の隙間に入り込めるサイズで形成されていることにより、より多くのメタリコン粒子２２Ａが各層間の隙間に入り込むこととなり、第１のメタリコン層２１Ａと金属化プラスチックフィルム２５との密着強度を高めることができる。
これにより、熱衝撃等の負荷が加えられても、第１のメタリコン層２１Ａと金属化プラスチックフィルム２５との間でメタリコン層２１の剥離が発生することを防止することができる。
【００３８】
また、比較例として図８に示すように、金属化プラスチックフィルム２５の各層間の隙間に入り込めるサイズのメタリコン粒子２２Ａのみでメタリコン層２１全体を形成した場合、メタリコン層２１全体でみると、当該メタリコン層２１を形成するメタリコン粒子２２Ａの粒子径が小さい分、粒子間の空隙が小さくなり、当該空隙に含まれる空気が少なくなる。これにより、メタリコン層２１における断熱効果が低くなり、半田１８によって端子銅板１５を半田付けする際、半田付けの熱が金属化プラスチックフィルム２５に伝わり易くなる。
この結果、金属化プラスチックフィルム２５が熱により収縮することにより、メタリコン層２１と金属化プラスチックフィルム２５との間に応力が発生し、空隙ＡＲ１１が生じる（図８（Ａ））。
コンデンサ素子２０がこのような状態になると、図８（Ｂ）に示すように、当該コンデンサ素子２０に熱衝撃等の負荷が加わった際に、メタリコン層２１と金属化プラスチックフィルム２５との間の空隙ＡＲ１１においてメタリコン層２１の剥離が発生するおそれがある。この剥離が発生すると、メタリコン層２１と、金属化プラスチックフィルム２５との間が電気的に断線状態となることにより、コンデンサ素子２０の特性が劣化することになる。
【００３９】
また、メタリコン層２１全体を粒子径の小さなメタリコン粒子２２Ａによって形成すると、衝撃吸収性も劣ることになり、機械的負荷が加わることにより、図８（Ｂ）に示すような剥離が発生することになる。
【００４０】
これに対して、図４に示した本実施の形態のコンデンサ素子２０においては、金属化プラスチックフィルム２５の各層間の隙間に入り込めるサイズの第１のメタリコン粒子２２Ａによって第１のメタリコン層２１Ａを形成することにより、メタリコン層２１と金属化プラスチックフィルム２５との間の密着強度を確保できる。
同時に、それよりも中心粒子径の大きな第２のメタリコン粒子２２Ｂおよび第３のメタリコン粒子２２Ｃによって第２のメタリコン層２１Ｂおよび第３のメタリコン層２１Ｃを形成することにより、メタリコン層２１全体としては、すべてを粒子径の小さな第１のメタリコン粒子２２Ａによって形成した場合に比べて、粒子間の空隙を大きくすることができ、これにより、当該空隙に含まれる空気の量を多くして断熱効果を高めることができる。
【００４１】
また、中心粒子径の小さなメタリコン粒子２２Ａに加えて、中心粒子径の大きなメタリコン粒子２２Ｂ、２２Ｃによってメタリコン層２１が形成されることにより、メタリコン層２１全体として、衝撃吸収性を向上させることができ、機械的な負荷に対しても十分に耐えることができる。
【００４２】
また、比較例として図９に示すように、金属化プラスチックフィルム２５の各層間の隙間に入り込めるサイズのメタリコン粒子２２Ａと、断熱効果を高めるために粒子間の空隙を大きくできるサイズのメタリコン粒子２２Ｃとによって２つのメタリコン層２１Ａおよび２１Ｃを形成した場合（図９（Ａ））、メタリコン粒子２２Ａおよび２２Ｃの中心粒子径のレベル差が大きくなり過ぎ、メタリコン粒子間の接着効果が低くなる。
この結果、図９（Ｂ）に示すように、熱衝撃等の負荷が加わると、これらメタリコン粒子間（２つのメタリコン層２１Ａおよび２１Ｃの間）において、メタリコン層２１Ａ、２１Ｃの剥離が発生するおそれがある。この剥離が発生すると、メタリコン層２１Ａと２１Ｃとの間が電気的に断線状態となることにより、コンデンサ素子２０の特性が劣化することになる。
【００４３】
これに対して、図４に示した本実施の形態のコンデンサ素子２０においては、第１のメタリコン層２１Ａから、第２および第３のメタリコン層２１Ｂおよび２１Ｃにかけて中心粒子径が段階的に大きくなる第２および第３のメタリコン粒子２２Ｂおよび２２Ｃを用いることにより、メタリコン層２１内において、中心粒子径の差が大きなメタリコン粒子２２Ａおよび２２Ｃ同士が隣接することを回避することができる。
これにより、互いに接触するメタリコン粒子間での粒子径のレベル差によるメタリコン粒子間の剥離の発生を防止しつつ、メタリコン層２１全体としては、メタリコン粒子間の空隙を大きくして、断熱効果を高めることができる。
【００４４】
なお、上述の実施の形態においては、最外層である第３のメタリコン層２１Ｃを形成するメタリコン粒子の中心粒子径を最も大きくする場合について述べたが、さらに、第３のメタリコン層２１Ｃの外側（最外層）に半田付性のよいメタリコン粒子によって第４のメタリコン層を形成するようにしてもよい。例えば、第３のメタリコン金属より低融点の金属を用いればよい。
この場合、断熱機能や機械的負荷の吸収機能は第３のメタリコン層２１Ｃが有していることにより、第４のメタリコン層としては、その中心粒子径は第３のメタリコン層２１Ｃの粒子径よりも小さくてよい。
【００４５】
また、上述の実施の形態においては、図５に示す粒子径の分布によりメタリコン層２１を形成する場合について述べたが、これに限られるものではなく、第１〜第３のメタリコン層２１Ａ〜２１Ｃにかけて、順次、中心粒子径の大きなメタリコン粒子を用いるようにすれば、上述の場合と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
また、上述の実施の形態においては、３つの層または４つの層によってメタリコン層を形成する場合について述べたが、これに限られるのではなく、要は、金属化プラスチックフィルム２５の巻回端面２５Ａから第１〜第３のメタリコン層を形成する際、順次、メタリコン粒子の中心粒子径が大きな複数の層を形成すればよく、５層以上の層を有していてもよい。
【００４７】
また、上記実施の形態では、各メタリコン層２１Ａ、２１Ｂおよび２１Ｃとも、亜鉛系の同じ材料を使用したが、必ずしも同じ材料を使用する必要はなく、各メタリコン層２１Ａ、２１Ｂおよび２１Ｃで異なる材料を使用することもできる。
メタリコン材料としては、アルミニウム、錫、亜鉛、銅、アンチモン、半田系合金などを含む金属系材料を適宜選択して用いることができる。
【符号の説明】
【００４８】
１０ 金属化フィルムコンデンサ
１１ 外装ケース
１５ 端子板
１７ 樹脂材
１８ 半田
２０ コンデンサ素子
２１ メタリコン層
２１Ａ 第１のメタリコン層
２１Ｂ 第２のメタリコン層
２１Ｃ 第３のメタリコン層
２２Ａ〜２２Ｃ メタリコン粒子
２３ シールフィルム
２５ 金属化プラスチックフィルム
２５Ａ 巻回端面
２６ プラスチックフィルム
２７ 金属薄膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属化フィルムコンデンサに関し、産業機器または自動車用等のインバータ回路の平滑用などに使用する金属化フィルムコンデンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、金属化フィルムコンデンサには、金属化プラスチックフィルムが用いられている。この金属化プラスチックフィルムは、誘電体であるプラスチックフィルムにアルミニウム等の金属を蒸着させることにより金属薄膜を形成したものであり、この金属薄膜が金属化フィルムコンデンサの内部電極を構成する。
【０００３】
金属化フィルムコンデンサの製造工程においては、この金属化プラスチックフィルムを巻回することによりコンデンサ素子を形成し、このコンデンサ素子の両端面（金属化プラスチックフィルムを巻回してなる両巻回端面）に金属粒子を溶着させることにより、メタリコン層を形成する。
メタリコン層には、端子板を半田付けし、該端子板を半田付けしたコンデンサ素子を外装ケース内に配置し、エポキシ樹脂等の樹脂材を充填、硬化させる。このような製造工程によって、金属化フィルムコンデンサが製造される。
【０００４】
上記構成の金属化フィルムコンデンサにおいては、金属化プラスチックフィルムの両巻回端面にメタリコン層が形成され、さらに、当該メタリコン層の外側に端子板が半田付けされ、これら全体が樹脂材によって覆われる構成となっている。すなわち、メタリコン層は、金属化プラスチックフィルムの巻回端面と樹脂材との間に挟まれた構成となる。
【０００５】
メタリコン電極の物理的な強度を向上させることを目的とした金属化フィルムコンデンサの構成として、金属化プラスチックフィルムの巻回端面に互いに異なる材質からなる２種類のメタリコン層を形成するもの（特許文献１参照）が考えられている。
【０００６】
また、耐湿性や耐熱性を向上させることを目的として、金属化プラスチックフィルムの巻回端面に異なる材質の層（メタリコン電極層、導電性ペースト層、半田層）を形成した金属化フィルムコンデンサ（特許文献２参照）が考えられている。この構成は、耐湿性や耐熱性を向上し得る材質によって金属化プラスチックフィルムの巻回端面に層を形成するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２０４３６８号公報
【特許文献２】特開平１１−１５００３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、金属化フィルムコンデンサにおいては、コンデンサ素子を覆うエポキシ樹脂等の樹脂材と、金属化プラスチックフィルムを構成するプラスチックフィルム（ＰＰ（ポリプロピレン）フィルム等）とでは、線膨張係数に差があることより、上記構成のコンデンサ素子に熱衝撃が加えられると、樹脂材と金属化プラスチックフィルムとの間に応力が生じる。
【０００９】
この応力によりメタリコン層に剥離が生じ、コンデンサ素子は、この剥離によって電気的な断線状態となり、誘電正接が増大し、静電容量が減少するという性能の低下を招くことになる。
【００１０】
上記の問題を鑑みて、本発明は、熱衝撃等の負荷が加えられた場合にも電気的な断線が発生することを防止し得る金属化フィルムコンデンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の金属化フィルムコンデンサは、誘電体フィルムの少なくとも片面に金属蒸着膜からなる蒸着電極が設けられた金属化フィルムを巻回してなるコンデンサ素子と、金属化フィルムの巻回端面に設けられたメタリコン部とを有する金属化フィルムコンデンサであって、メタリコン部は、金属化フィルムの巻回端面上に順次形成された第１、第２および第３のメタリコン層を有し、第２のメタリコン層を形成するメタリコン粒子の中心粒子径は、巻回端面に接する第１のメタリコン層を形成するメタリコン粒子の中心粒子径よりも大きいと共に、第３のメタリコン層を形成するメタリコン粒子の中心粒子径よりも小さいことを特徴としている。
【００１２】
この構成によれば、金属化プラスチックフィルムとの密着性のよい小さな粒子径のメタリコン粒子で形成された第１のメタリコン層と、断熱性および機械的負荷の吸収性がよい大きな粒子径のメタリコン粒子で形成された第３のメタリコン層との間に、中間の大きさの粒子径を有するメタリコン粒子で形成された第２のメタリコン層が介挿されていることにより、メタリコン粒子径のレベル差が緩和され、メタリコン層内での剥離を防止することができる。
【００１３】
上記構成により、金属化プラスチックフィルムの巻回端面との密着性がよく、また断熱性および機械的負荷の吸収性がよい金属化フィルムコンデンサを実現することができる。
【００１４】
また、上記の金属化フィルムコンデンサは、第３のメタリコン層の外側に第４のメタリコン層が形成され、第４のメタリコン層の金属の融点が第３のメタリコン層の金属の融点より低く、第４のメタリコン層を形成する前記メタリコン粒子の中心粒子径は、第３のメタリコン層を形成するメタリコン粒子の中心粒子径よりも小さい構成としてもよい。
【００１５】
さらに、上記の金属化フィルムコンデンサは、第１のメタリコン層を形成するメタリコン粒子の粒子径分布領域と、前記第２のメタリコン層を形成するメタリコン粒子の粒子径分布領域とが重なり、第２のメタリコン層を形成するメタリコン粒子の粒子径分布領域と、第３のメタリコン層を形成するメタリコン粒子の粒子径分布領域とが重なる構成とするとよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の金属化フィルムコンデンサによると、熱衝撃等の負荷が加えられた場合にも電気的な断線が発生することを防止し得る金属化フィルムコンデンサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による金属化フィルムコンデンサを示す断面図である。
【図２】本発明によるコンデンサ素子の製造方法の説明に供する斜視図である。
【図３】本発明によるコンデンサ素子を示す斜視図である。
【図４】金属化プラスチックフィルムの巻回端面、メタリコン層および端子銅板の接続部分を示す部分拡大図である。
【図５】各メタリコン層を形成するメタリコン粒子の粒子径分布を示すグラフである。
【図６】金属化フィルムコンデンサの製造工程を示すフローチャートである。
【図７】比較例を示す部分拡大図である。
【図８】比較例を示す部分拡大図である。
【図９】比較例を示す部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面に基づき詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本実施の形態に係る金属化フィルムコンデンサ１０の全体構成を示す断面図である。図１に示すように、金属化フィルムコンデンサ１０においては、外装ケース１１の内部に複数のコンデンサ素子２０が並べられ、これら複数のコンデンサ素子２０の両端面に形成されたメタリコン層（メタリコン部）２１に端子板１５が半田付けされている。外装ケース１１内には、エポキシ樹脂等の樹脂材１７が充填され硬化されている。
【００２０】
外装ケース１１内の複数のコンデンサ素子２０は、各々同様の構成を有している。図２は、コンデンサ素子２０の製造方法の説明に供する斜視図である。
図２に示すように、誘電体であるプラスチックフィルム（ＰＰ（ポリプロピレン）フィルム等）２６にアルミニウムの金属を蒸着させることにより金属薄膜２７を形成してなる金属化プラスチックフィルム２５を作製し、この金属化プラスチックフィルム２５を複数枚用い、これらの金属化プラスチックフィルム２５を幅方向に互いにずらして巻回する（図２（Ａ））。
そして、最外装にシールフィルム２３を巻き付けることにより、コンデンサ素子２０が得られる（図２（Ｂ））。金属化プラスチックフィルム２５の巻回端面２５Ａには、後の工程において金属粒子（メタリコン粒子）からなるメタリコン層２１が形成される。
【００２１】
金属化プラスチックフィルム２５を巻回したコンデンサ素子２０をヒートプレスすることにより、図３に示すような、所定厚みの小判形形状のコンデンサ素子２０を得る。
このコンデンサ素子２０の両端面（金属化プラスチックフィルムの巻回端面（図２）には、メタリコン層２１が形成され、このメタリコン層２１に端子板１５（図１）が半田付けされる。
【００２２】
図４は、コンデンサ素子２０における、金属化プラスチックフィルム２５の巻回端面２５Ａ、メタリコン層２１および端子板１５の接続部分を示す部分拡大図である。なお、図４においては、金属化プラスチックフィルム２５の巻回端面２５Ａの一部のみを示しており、例えば、巻回された金属化プラスチックフィルム２５の最外装に巻き付けられたシールフィルム２３（図２、図３）等は、省略して示している。
【００２３】
図４に示すように、金属化プラスチックフィルム２５の巻回端面２５Ａには、コンデンサ素子２０の内層側から外層側に向かって、第１のメタリコン層２１Ａ、第２のメタリコン層２１Ｂおよび第３のメタリコン層２１Ｃが順次形成されている。第１のメタリコン層２１Ａは、巻回端面２５Ａに接する層であり、３つの層（第１〜第３のメタリコン層２１Ａ〜２１Ｃ）のうち、最も小さな中心粒子径を有する複数の第１のメタリコン粒子２２Ａによって形成されている。
第２のメタリコン層２１Ｂは、第１のメタリコン層２１Ａを形成する第１のメタリコン粒子２２Ａの粒子径よりも大きな中心粒子径を有する複数の第２のメタリコン粒子２２Ｂによって形成されている。
第３のメタリコン層２１Ｃは、第２のメタリコン層２１Ｂを形成する第２のメタリコン粒子２２Ｂの粒子径よりも大きな中心粒子径を有する複数の第３のメタリコン粒子２２Ｃによって形成されている。
【００２４】
第３のメタリコン層２１Ｃの外側には、端子銅板１５が半田１８により半田付けされており、端子銅板１５の外側には、樹脂材１７が充填されている。
【００２５】
このように、金属化プラスチックフィルム２５が巻回されてなる巻回端面２５Ａと、樹脂材１７との間には、金属化プラスチックフィルム２５の巻回端面２５Ａから、外層側（樹脂材１７側）に向かって、中心粒子径が次第に大きくなる複数のメタリコン層２１Ａ、２１Ｂおよび２１Ｃが順次形成されている。
【００２６】
図５は、各メタリコン層（第１〜第３のメタリコン層２１Ａ〜２１Ｃ）を形成するメタリコン粒子の粒子径の分布を示すグラフである。
本実施の形態の場合、第１のメタリコン層２１Ａを形成する第１のメタリコン粒子２２Ａの粒子径（以下、粒子径とは、下記方法で測定した粒子径の意）は、１〜１００μｍ（中心粒子径は、５０μｍ）であり、第２のメタリコン層２１Ｂを形成する第２のメタリコン粒子２２Ｂの粒子径は、１０〜１５０μｍ（中心粒子径は、１００μｍ）であり、第３のメタリコン層２１Ｃを形成する第３のメタリコン粒子２２Ｃの粒子径は、５０〜２５０μｍ（中心粒子径は、１５０μｍ）である。ここで、上記の中心粒子径は５０％粒子径、またはメディアン径と呼ばれるものである。
なお、上記の粒子の粒子径および粒子径分布の測定は下記の装置、条件により行った。
・測定装置：キーエンス製 マイクロスコープ（ＶＨ−８０００）
・測定条件：倍率 １７５倍
各メタリコン溶射条件にて厚紙上へ方形に溶射し、均一厚みに溶射されていない範囲のメタリコン粒子をランダムに１００個測定した。
【００２７】
各メタリコン層２１Ａ、２１Ｂおよび２１Ｃは、アルミニウム、錫、亜鉛、銅、アンチモン、半田系合金などを含む金属系材料を溶融させ、噴霧状にして対象物の表面に吹きつけて金属被覆層を得る方法（金属溶射法）を用いて形成される。ここでは、各メタリコン層２１Ａ、２１Ｂおよび２１Ｃとも、亜鉛系の同じ材料を使用した。
メタリコン粒子２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの粒子径は、メタリコン層２１Ａ〜２１Ｃを形成する際のメタリコン粒子の溶射条件により制御することができる。例えば、溶射距離、エアー圧力、線材量等を変化させることにより制御することができる。
【００２８】
本実施の形態の場合、第１のメタリコン層２１Ａを形成する条件として、メタリコン粒子の溶射距離を１００ｍｍ、エアー圧を０．５Ｍｐａ、線材量（１分間に使用される線材量）を１３ｇ／ｍｉｎとし、第２のメタリコン層２１Ｂを形成する条件として、メタリコン粒子の溶射距離を１００ｍｍ、エアー圧を０．３Ｍｐａ、線材量を２６ｇ／ｍｉｎとし、第３のメタリコン層２１Ｃを形成する条件として、メタリコン粒子の溶射距離を２５０ｍｍ、エアー圧を０．３Ｍｐａ、線材量を４０ｇ／ｍｉｎとする。これにより、図５に示す粒子径の分布でメタリコン層２１Ａ〜２１Ｃを形成することができる。
【００２９】
なお、メタリコン粒子を形成する条件として、メタリコン粒子の溶射距離を大きくする、エアー圧を低くする、または、線材量を多くすることにより、粒子径を大きく（粗く）することができる。
【００３０】
図４に示したように、第１のメタリコン層２１Ａにおいては、金属化プラスチックフィルム２５の各層間の隙間に入り込めるサイズの第１のメタリコン粒子２２Ａによって第１のメタリコン層２１Ａを形成することにより、第１のメタリコン層２１Ａと金属化プラスチックフィルム２５の巻回端面２５Ａとの密着強度を高めることができる。
これと共に、第３のメタリコン層２１Ｃにおいては、端子銅板１５の半田付けの熱を断熱するための断熱層の機能および機械的負荷を吸収するための機能を持たせるために最も大きな粒子径のメタリコン粒子２２Ｃによって第３のメタリコン層２１Ｃを形成する。
これらの間に、第１のメタリコン層２１Ａを形成するメタリコン粒子２２Ａの粒子径と、第３のメタリコン層２１Ｃを形成するメタリコン粒子２２Ｃの粒子径との中間の粒子径を有するメタリコン粒子２２Ｂによって第２のメタリコン層２１Ｂを形成する。
上記構成により、各メタリコン層２１Ａ〜２１Ｃの隣接するメタリコン粒子２２Ａ〜２２Ｃの粒子径を互いに近い値とすることができ、各層間における密着強度を保つことができる。
【００３１】
また、第１のメタリコン層２１Ａを形成するメタリコン粒子２２Ａの粒子径分布領域と、第２のメタリコン層２１Ｂを形成するメタリコン粒子２２Ｂの粒子径分布領域とが重なり、第２のメタリコン層２１Ｂを形成するメタリコン粒子２２Ｂの粒子径分布領域と、第３のメタリコン層２１Ｃを形成するメタリコン粒子２２Ｃの粒子径分布領域とが重なるように構成されている。
このように、各メタリコン層ごとに、隣接するメタリコン層の粒子径の範囲が重複する分布とすることにより、互いに隣接する２つのメタリコン層において、比較的近い粒子径のメタリコン粒子が併存することとなり、各層間の密着強度を保つことができる。
【００３２】
図６は、本実施の形態の金属化フィルムコンデンサ１０の製造工程を示すフローチャートである。図６に示すように、まず、プラスチックフィルム２６にアルミニウムの金属を蒸着させることにより金属薄膜２７（図２）を形成してなる金属化プラスチックフィルム２５（図２）を作製し（Ｓ１１）、複数枚の金属化プラスチックフィルム２５を巻回し、最外装にシールフィルム２３を巻いて止める（Ｓ１２）。
【００３３】
次に、金属化プラスチックフィルム２５を巻回したものを、ヒートプレスして小判形形状とする（Ｓ１３）。この小判形とされた金属化プラスチックフィルム２５の巻回端面２５Ａに、第１のメタリコン層２１Ａを形成し（Ｓ１４）、該第１のメタリコン層２１Ａの上に第２のメタリコン層２１Ｂを形成し（Ｓ１５）、さらに第２のメタリコン層２１Ｂの上に第３のメタリコン層２１Ｃを形成する（Ｓ１６）。
【００３４】
このようにして３層のメタリコン層を形成したコンデンサ素子２０を、外装ケース１１（図１）内に並べ、最外層のメタリコン層（第３のメタリコン層２１Ｃ）に端子銅板１５を半田付けする（Ｓ１７）。そして、外装ケース１１内に樹脂材１７を充填することにより（Ｓ１８）、金属化フィルムコンデンサ１０が完成する。
【００３５】
上述したように、本実施の形態においては、第１のメタリコン層２１Ａ〜第３のメタリコン層２１Ｃにかけて各々の層を形成するメタリコン粒子２２Ａ〜２２Ｃの粒子径を、各層ごとに順次大きくなるように形成しており、金属化プラスチックフィルム２５の巻回端面２５Ａに接する第１のメタリコン層２１Ａにおいては、金属化プラスチックフィルム２５の各層間の僅かな隙間にも入り込めるサイズの粒子径を有するメタリコン粒子２２Ａが用いられている。これにより、第１のメタリコン層２１Ａと金属化プラスチックフィルム２５の巻回端面２５Ａとの間の密着強度が向上する。
【００３６】
比較例として、図７に示すように、金属化プラスチックフィルム２５の各層間の隙間に入り難いサイズの粒子径を有するメタリコン粒子２２Ｃのみを用いてメタリコン層２１を形成した場合には（図７（Ａ））、一旦メタリコン層２１が形成されても、金属化プラスチックフィルム２５の各層間の隙間に入り込むメタリコン粒子２２Ｃの数が少ないことにより、メタリコン層２１と金属化プラスチックフィルム２５との間の密着強度が弱くなる。
よって、熱衝撃等の負荷が加えられた場合には、図７（Ｂ）に示すように、メタリコン層２１と、金属化プラスチックフィルム２５との間でメタリコン層２１の剥離が発生するおそれがある。この剥離が発生すると、メタリコン層２１と、金属化プラスチックフィルム２５との間が電気的に断線状態となり、コンデンサ素子２０の特性が劣化することになる。
【００３７】
これに対して、図４に示した本実施の形態の金属化フィルムコンデンサ１０に用いられるコンデンサ素子２０においては、第１のメタリコン層２１Ａを形成するメタリコン粒子２２Ａの粒子径が、金属化プラスチックフィルム２５の各層間の隙間に入り込めるサイズで形成されていることにより、より多くのメタリコン粒子２２Ａが各層間の隙間に入り込むこととなり、第１のメタリコン層２１Ａと金属化プラスチックフィルム２５との密着強度を高めることができる。
これにより、熱衝撃等の負荷が加えられても、第１のメタリコン層２１Ａと金属化プラスチックフィルム２５との間でメタリコン層２１の剥離が発生することを防止することができる。
【００３８】
また、比較例として図８に示すように、金属化プラスチックフィルム２５の各層間の隙間に入り込めるサイズのメタリコン粒子２２Ａのみでメタリコン層２１全体を形成した場合、メタリコン層２１全体でみると、当該メタリコン層２１を形成するメタリコン粒子２２Ａの粒子径が小さい分、粒子間の空隙が小さくなり、当該空隙に含まれる空気が少なくなる。これにより、メタリコン層２１における断熱効果が低くなり、半田１８によって端子銅板１５を半田付けする際、半田付けの熱が金属化プラスチックフィルム２５に伝わり易くなる。
この結果、金属化プラスチックフィルム２５が熱により収縮することにより、メタリコン層２１と金属化プラスチックフィルム２５との間に応力が発生し、空隙ＡＲ１１が生じる（図８（Ａ））。
コンデンサ素子２０がこのような状態になると、図８（Ｂ）に示すように、当該コンデンサ素子２０に熱衝撃等の負荷が加わった際に、メタリコン層２１と金属化プラスチックフィルム２５との間の空隙ＡＲ１１においてメタリコン層２１の剥離が発生するおそれがある。この剥離が発生すると、メタリコン層２１と、金属化プラスチックフィルム２５との間が電気的に断線状態となることにより、コンデンサ素子２０の特性が劣化することになる。
【００３９】
また、メタリコン層２１全体を粒子径の小さなメタリコン粒子２２Ａによって形成すると、衝撃吸収性も劣ることになり、機械的負荷が加わることにより、図８（Ｂ）に示すような剥離が発生することになる。
【００４０】
これに対して、図４に示した本実施の形態のコンデンサ素子２０においては、金属化プラスチックフィルム２５の各層間の隙間に入り込めるサイズの第１のメタリコン粒子２２Ａによって第１のメタリコン層２１Ａを形成することにより、メタリコン層２１と金属化プラスチックフィルム２５との間の密着強度を確保できる。
同時に、それよりも中心粒子径の大きな第２のメタリコン粒子２２Ｂおよび第３のメタリコン粒子２２Ｃによって第２のメタリコン層２１Ｂおよび第３のメタリコン層２１Ｃを形成することにより、メタリコン層２１全体としては、すべてを粒子径の小さな第１のメタリコン粒子２２Ａによって形成した場合に比べて、粒子間の空隙を大きくすることができ、これにより、当該空隙に含まれる空気の量を多くして断熱効果を高めることができる。
【００４１】
また、中心粒子径の小さなメタリコン粒子２２Ａに加えて、中心粒子径の大きなメタリコン粒子２２Ｂ、２２Ｃによってメタリコン層２１が形成されることにより、メタリコン層２１全体として、衝撃吸収性を向上させることができ、機械的な負荷に対しても十分に耐えることができる。
【００４２】
また、比較例として図９に示すように、金属化プラスチックフィルム２５の各層間の隙間に入り込めるサイズのメタリコン粒子２２Ａと、断熱効果を高めるために粒子間の空隙を大きくできるサイズのメタリコン粒子２２Ｃとによって２つのメタリコン層２１Ａおよび２１Ｃを形成した場合（図９（Ａ））、メタリコン粒子２２Ａおよび２２Ｃの中心粒子径のレベル差が大きくなり過ぎ、メタリコン粒子間の接着効果が低くなる。
この結果、図９（Ｂ）に示すように、熱衝撃等の負荷が加わると、これらメタリコン粒子間（２つのメタリコン層２１Ａおよび２１Ｃの間）において、メタリコン層２１Ａ、２１Ｃの剥離が発生するおそれがある。この剥離が発生すると、メタリコン層２１Ａと２１Ｃとの間が電気的に断線状態となることにより、コンデンサ素子２０の特性が劣化することになる。
【００４３】
これに対して、図４に示した本実施の形態のコンデンサ素子２０においては、第１のメタリコン層２１Ａから、第２および第３のメタリコン層２１Ｂおよび２１Ｃにかけて中心粒子径が段階的に大きくなる第２および第３のメタリコン粒子２２Ｂおよび２２Ｃを用いることにより、メタリコン層２１内において、中心粒子径の差が大きなメタリコン粒子２２Ａおよび２２Ｃ同士が隣接することを回避することができる。
これにより、互いに接触するメタリコン粒子間での粒子径のレベル差によるメタリコン粒子間の剥離の発生を防止しつつ、メタリコン層２１全体としては、メタリコン粒子間の空隙を大きくして、断熱効果を高めることができる。
【００４４】
なお、上述の実施の形態においては、最外層である第３のメタリコン層２１Ｃを形成するメタリコン粒子の中心粒子径を最も大きくする場合について述べたが、さらに、第３のメタリコン層２１Ｃの外側（最外層）に半田付性のよいメタリコン粒子によって第４のメタリコン層を形成するようにしてもよい。例えば、第３のメタリコン金属より低融点の金属を用いればよい。
この場合、断熱機能や機械的負荷の吸収機能は第３のメタリコン層２１Ｃが有していることにより、第４のメタリコン層としては、その中心粒子径は第３のメタリコン層２１Ｃの粒子径よりも小さくてよい。
【００４５】
また、上述の実施の形態においては、図５に示す粒子径の分布によりメタリコン層２１を形成する場合について述べたが、これに限られるものではなく、第１〜第３のメタリコン層２１Ａ〜２１Ｃにかけて、順次、中心粒子径の大きなメタリコン粒子を用いるようにすれば、上述の場合と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
また、上述の実施の形態においては、３つの層または４つの層によってメタリコン層を形成する場合について述べたが、これに限られるのではなく、要は、金属化プラスチックフィルム２５の巻回端面２５Ａから第１〜第３のメタリコン層を形成する際、順次、メタリコン粒子の中心粒子径が大きな複数の層を形成すればよく、５層以上の層を有していてもよい。
【００４７】
また、上記実施の形態では、各メタリコン層２１Ａ、２１Ｂおよび２１Ｃとも、亜鉛系の同じ材料を使用したが、必ずしも同じ材料を使用する必要はなく、各メタリコン層２１Ａ、２１Ｂおよび２１Ｃで異なる材料を使用することもできる。
メタリコン材料としては、アルミニウム、錫、亜鉛、銅、アンチモン、半田系合金などを含む金属系材料を適宜選択して用いることができる。
【符号の説明】
【００４８】
１０ 金属化フィルムコンデンサ
１１ 外装ケース
１５ 端子板
１７ 樹脂材
１８ 半田
２０ コンデンサ素子
２１ メタリコン層
２１Ａ 第１のメタリコン層
２１Ｂ 第２のメタリコン層
２１Ｃ 第３のメタリコン層
２２Ａ〜２２Ｃ メタリコン粒子
２３ シールフィルム
２５ 金属化プラスチックフィルム
２５Ａ 巻回端面
２６ プラスチックフィルム
２７ 金属薄膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体フィルムの少なくとも片面に金属蒸着膜からなる蒸着電極が設けられた金属化フィルムを巻回してなるコンデンサ素子と、前記金属化フィルムの巻回端面に設けられたメタリコン部とを有する金属化フィルムコンデンサであって、
前記メタリコン部は、前記金属化フィルムの前記巻回端面上に順次形成された第１、第２および第３のメタリコン層を有し、前記第２のメタリコン層を形成するメタリコン粒子の中心粒子径は、前記巻回端面に接する前記第１のメタリコン層を形成するメタリコン粒子の中心粒子径よりも大きいと共に、前記第３のメタリコン層を形成するメタリコン粒子の中心粒子径よりも小さいことを特徴とする金属化フィルムコンデンサ。
【請求項２】
前記第３のメタリコン層の外側に第４のメタリコン層が形成され、
前記第４のメタリコン層の金属の融点が第３のメタリコン層の金属の融点より低く、
前記第４のメタリコン層を形成する前記メタリコン粒子の中心粒子径は、前記第３のメタリコン層を形成するメタリコン粒子の中心粒子径よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の金属化フィルムコンデンサ。
【請求項３】
前記第１のメタリコン層を形成するメタリコン粒子の粒子径分布領域と、前記第２のメタリコン層を形成するメタリコン粒子の粒子径分布領域とが重なり、前記第２のメタリコン層を形成するメタリコン粒子の粒子径分布領域と、前記第３のメタリコン層を形成するメタリコン粒子の粒子径分布領域とが重なることを特徴とする請求項１または２に記載の金属化フィルムコンデンサ。
【請求項１】
誘電体フィルムの少なくとも片面に金属蒸着膜からなる蒸着電極が設けられた金属化フィルムを巻回してなるコンデンサ素子と、前記金属化フィルムの巻回端面に設けられたメタリコン部とを有する金属化フィルムコンデンサであって、
前記メタリコン部は、前記金属化フィルムの前記巻回端面上に順次形成された第１、第２および第３のメタリコン層を有し、前記第２のメタリコン層を形成するメタリコン粒子の中心粒子径は、前記巻回端面に接する前記第１のメタリコン層を形成するメタリコン粒子の中心粒子径よりも大きいと共に、前記第３のメタリコン層を形成するメタリコン粒子の中心粒子径よりも小さいことを特徴とする金属化フィルムコンデンサ。
【請求項２】
前記第３のメタリコン層の外側に第４のメタリコン層が形成され、
前記第４のメタリコン層の金属の融点が第３のメタリコン層の金属の融点より低く、
前記第４のメタリコン層を形成する前記メタリコン粒子の中心粒子径は、前記第３のメタリコン層を形成するメタリコン粒子の中心粒子径よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の金属化フィルムコンデンサ。
【請求項３】
前記第１のメタリコン層を形成するメタリコン粒子の粒子径分布領域と、前記第２のメタリコン層を形成するメタリコン粒子の粒子径分布領域とが重なり、前記第２のメタリコン層を形成するメタリコン粒子の粒子径分布領域と、前記第３のメタリコン層を形成するメタリコン粒子の粒子径分布領域とが重なることを特徴とする請求項１または２に記載の金属化フィルムコンデンサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２４９７０７（Ｐ２０１１−２４９７０７Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２３８３４（Ｐ２０１０−１２３８３４）
【出願日】平成２２年５月３１日（２０１０．５．３１）
【出願人】（０００００４６０６）ニチコン株式会社 (656)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月３１日（２０１０．５．３１）
【出願人】（０００００４６０６）ニチコン株式会社 (656)
【Ｆターム（参考）】
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