[发明专利]电容器用玻璃膜

说明书

技术领域

本发明涉及电容器(capacitor)用玻璃膜，具体涉及膜厚小并且介电常数高的电容器用玻璃膜。

背景技术

电动汽车(EV)、混合电动汽车(HEV)中，为了将电池的直流电力转换为交流电力而驱动交流马达，使用变换器(inverter)。此外，与变换器的切换回路连接的直流电源回路(换流器、电池等)一般被称为DC线路，其直流电源电压称为DC线路电压。将称为DC线路电容器的大容量的电容器与直流电源并列地连接于变换器的DC线路，补偿切换回路产生的瞬间的负荷变动。

用于该用途的电容器，要求具有以下的特征。

1)为了补偿瞬间的负荷变动，能够瞬时地放出/蓄积大容量的能量，

2)为了防止由于温度变化而回路没有正确动作的事态，介电常数的温度依赖性小。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2004-524796号公报

发明内容

发明要解决的课题

用于该用途的电容器，现在使用了BaTiO₃的陶瓷电容器为主流。但是，关于该陶瓷电容器，在施加高电压时发生绝缘击穿成为了问题。其原因在于，在陶瓷电容器存在的晶粒的凸部与电极接触，如果对其接触部分施加高电压，则发生电场集中，变得容易产生短路。

此外，使用了BaTiO₃的陶瓷电容器，已知介电常数的温度依赖性大，由于温度变化而介电常数容易变化。为此，为了使介电常数的温度依赖性降低，研究了在BaTiO₃中掺杂Mg、Mn等。但是，如果掺杂Mg、Mn等，在BaTiO₃的晶格中相对地诱发-2的电荷，由此有时在BaTiO₃中产生氧缺陷。该氧缺陷在直流电压下有可能招致介电常数的下降。因此，使用了BaTiO₃的陶瓷电容器难以在提高介电常数的同时使介电常数的温度依赖性降低。

进而，关于电容器，为了蓄积大容量的能量，必须确保每单位体积为大的面积。但是，以往的陶瓷材料难以确保大的面积，成为了成本上升的要因。此外，如果将陶瓷材料层叠，就能够确保大的面积，但该方法也招致工序的烦杂化，成为成本上升的要因。

因此，本发明的技术课题在于，通过创造能够瞬时地放出/蓄积大容量的能量且介电常数的温度依赖性小的材料，从而改善电容器的特性。

用于解决课题的手段

本发明人进行了锐意努力，结果发现通过将膜厚小且表面精度良好的玻璃膜用于电容器，能够解决上述技术课题，作为本发明而提出。即，本发明的电容器用玻璃膜，其特征在于，膜厚为50μm以下，并且平均表面粗糙度Ra为以下。其中，“平均表面粗糙度Ra”是指采用按照JIS B0601：2001的方法测定的值。

如果使玻璃膜的膜厚为50μm以下，每单位体积的面积增大，因此容易蓄积大容量的能量。此外，如果使玻璃膜的平均表面粗糙度Ra为以下，能够提高产生绝缘击穿的电压，因此容易蓄积大容量的能量。

由于玻璃难以产生氧缺损，因此在不使介电常数降低的情况下，能够使介电常数的温度依赖性减小。因此，如果将玻璃膜用于电容器，能够有效地防止由于温度变化而回路无法正确地动作的事态。

第二，本发明的电容器用玻璃膜，其特征在于，碱金属氧化物(Li₂O、Na₂O、K₂O的总量)的含量为15质量％以下。本发明人进行了深入研究，结果发现在无碱玻璃和含碱玻璃中产生绝缘击穿的电压显著不同，如果使用无碱玻璃，能够显著地提高产生绝缘击穿的电压，容易蓄积大容量的能量。其中，所谓“基本上不含碱金属氧化物”是指玻璃组成中的碱金属氧化物的含量为1000ppm以下的情形。

第三，本发明的电容器用玻璃膜，其特征在于，频率1MHz下的介电常数为5以上。这样，容易蓄积大容量的能量。其中，“频率1MHz下的介电常数”是指温度25℃下采用按照ASTM D150的方法测定得到的值。

第四，本发明的电容器用玻璃膜，其特征在于，频率1MHz下的介质损耗角正切为0.05以下。这样，即使施加高电压，引起绝缘击穿的电压也难以降低。其中，“频率1MHz下的介质损耗角正切”是指在温度25℃下采用按照ASTM D150的方法测定得到的值。