CN111279445B

CN111279445B - 薄膜电容器、连结型电容器和使用其的逆变器及电动车辆

Info

Publication number: CN111279445B
Application number: CN201980005083.4A
Authority: CN
Inventors: 中尾吉宏; 神垣耕世
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2018-10-26
Filing date: 2019-06-04
Publication date: 2021-12-21
Anticipated expiration: 2039-06-04
Also published as: JPWO2020084823A1; JP7011053B2; EP3683813B1; WO2020084823A1; CN111279445A; US20210217558A1; US11232906B2; EP3683813A4; EP3683813A1

Abstract

薄膜电容器具备：电介质薄膜(3)与金属膜(4)被层叠的长方体状的主体部(1)；外部电极(2a、2b)；和被配置在主体部(1)的表面的绝缘层(9)。主体部(1)具有：位于层叠方向的一对对置的第一面(1a、1b)和将其连结的一对对置的第一侧面(1c、1d)及第二侧面(1e、1f)。外部电极(2a、2b)被配置于第一侧面(1c、1d)。将第一侧面(1c、1d)所位于的方向设为第一方向(x)、将第二侧面(1e、1f)所位于的方向设为第二方向(y)。金属膜(4)具有被在第一方向(x)延伸的多个第一槽(8)分割成的多个第一分割部位(4i)。将相邻的两个第一槽(8)之中的距第二侧面最近的第一槽(8)彼此的间隔设为P，将第一侧面(1c、1d)的距第二侧面(1e、1f)的距离为P以下的区域设为第一区域(1c1、1d1)。绝缘层(9)被配置在位于第一区域(1c1、1d1)的外部电极(2a、2b)与主体部(1)之间。

Description

薄膜电容器、连结型电容器和使用其的逆变器及电动车辆

技术领域

本公开涉及薄膜电容器、连结型电容器和使用其的逆变器及电动车辆。

背景技术

薄膜电容器例如具有将聚丙烯树脂薄膜化而成的电介质薄膜和通过蒸镀而形成在该电介质薄膜的表面的金属膜。金属膜被用作为电极。根据上述那样的结构，在薄膜电容器中，即便在电介质薄膜的绝缘缺陷部产生了短路的情况下，也因短路的能量而使缺陷部周边的金属膜蒸发、飞散，电介质薄膜的绝缘缺陷部被绝缘化。薄膜电容器具有上述那样的自恢复性，难以绝缘破坏(例如，参照专利文献1)。

这样，薄膜电容器难以使电气电路短路之际的点火、触电等产生。因此，近年来薄膜电容器的用途正逐渐扩大为LED(Light Emitting Diode)照明等的电源电路、混合动力机动车的马达驱动、太阳能发电的逆变器系统等。

薄膜电容器的构造被分类为卷绕型与层叠型。在层叠型的薄膜电容器中，难以引起卷绕型的薄膜电容器中出现的电介质薄膜的皱褶的产生、及因皱褶造成的绝缘性的降低另一方面，层叠型的薄膜电容器通过切断将电介质薄膜与金属膜多层层叠的层叠体所得的情况居多，由于与层叠体的切断同时地也将金属膜切断，故与金属膜的切断面接触而易于绝缘恶化。专利文献2中公开了一种为了减少切断引起的绝缘恶化而将切断位置的金属膜除去的方法。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-129475号公报

专利文献2：日本特开2007-96158号公报

发明内容

本公开的薄膜电容器具备：电介质薄膜与金属膜被层叠的长方体状的主体部；一对外部电极；和被配置在所述主体部的表面的绝缘层。所述主体部具有：位于层叠方向的一对对置的第一面；和将该一对第一面连结的一对对置的第一侧面、及一对对置的第二侧面。所述外部电极被配置于所述第一侧面。在将所述第一侧面所位于的方向设为第一方向，将所述第二侧面所位于的方向设为第二方向时，所述金属膜具有被在所述第一方向延伸的多个第一槽分割成的多个第一分割部位。将相邻的两个所述第一槽之中的、距所述第二侧面最近的两个所述第一槽彼此的间隔设为P。在将所述第一侧面中的距所述第二侧面的距离为P以下的区域设为第一区域时，所述绝缘层被配置在位于所述第一区域的所述外部电极与所述主体部之间，或者，所述绝缘层被配置于所述第一侧面中的距所述第二侧面的距离为P的位置，并且所述外部电极未配置于所述第一区域。

本公开的逆变器具备由开关元件构成的桥电路和与该桥电路连接的电容部，所述电容部包括上述的薄膜电容器。

本公开的电动车辆具备电源、与该电源连接的逆变器、与该逆变器连接的马达、和由该马达驱动的车轮，所述逆变器是上述的逆变器。

附图说明

图1是示意性地表示层叠型的薄膜电容器的立体图。

图2A是表示图1的ii-ii线剖面的例子之一的剖视图。

图2B是表示图1的ii-ii线剖面的例子之一的剖视图。

图3A是表示图2A的例子中的金属化薄膜的例子之一的俯视图。

图3B是表示图2A的例子中的金属化薄膜的例子之一的俯视图。

图4是表示第一实施方式的例子之一的俯视图。

图5是图2A的薄膜电容器中的图4的v-v线剖视图。

图6是表示第一实施方式的例子之一的俯视图。

图7是表示第二实施方式的例子之一的俯视图。

图8是表示第二实施方式的例子之一的俯视图。

图9是将图3A的虚线部的例子之一放大后的俯视图。

图10是将图3A的虚线部的例子之一放大后的俯视图。

图11是将图3A的虚线部的例子之一放大后的俯视图。

图12是表示图2B的例子中的一方的金属化薄膜的例子之一的俯视图。

图13是表示图2B的例子中的另一方的金属化薄膜的例子之一的俯视图。

图14是图2B的薄膜电容器中的图4的v-v线剖视图。

图15A是表示图2A的例子中的金属化薄膜的例子之一的俯视图。

图15B是表示图2B的例子中的一方的金属化薄膜的例子之一的俯视图。

图15C是表示图2B的例子中的另一方的金属化薄膜的例子之一的俯视图。

图16是表示图2A的例子中的金属化薄膜的例子之一的俯视图。

图17是示意性地表示连结型电容器的立体图。

图18是表示逆变器的实施方式之一的概要结构图。

图19是表示电动车辆的实施方式之一的概要结构图。

具体实施方式

如图1所示那样，层叠型的薄膜电容器A具备薄膜电容器主体部1和一对外部电极2a、2b。以下，也有时将薄膜电容器主体部1简称为主体部1。图2A是薄膜电容器A的例子之一中的图1的ii-ii线剖视图，图2B是其他例子之一中的图1的ii-ii线剖视图。主体部1将矩形状的电介质薄膜3a、3b与金属膜4a、4b如图2A及图2B所示那样交替地层叠多个。

主体部1为长方体状，在电介质薄膜与金属膜被层叠的方向、即层叠方向z上具有一对对置的第一面1a、1b，在第一面1a、1b之间，具有将第一面1a与1b连结的一对第一侧面1c、1d及一对第二侧面1e、1f。主体部1通过切断将电介质薄膜与金属膜层叠多个的层叠体来获得，第二侧面1e、1f为切断面。

需要说明的是，在以下的各图中，各部位的相对尺寸为了使说明容易而进行了夸张，各部位的实际厚度相对于主体部的大小来说非常小。

在主体部1，分别在第一侧面1c设置外部电极2a，在第一侧面1d设置外部电极2b。外部电极2a、2b如图2A、图2B所示那样，也可以覆盖主体部1的第一面1a、1b的一部分。

如图1所示那样，将外部电极2a及外部电极2b所位于的方向设为第一方向x，将第二侧面1e、1f所位于的方向设为第二方向y。z方向是电介质薄膜3a、3b及金属膜4a、4b的厚度方向、即层叠方向。

由于对电介质薄膜3a、3b或者金属膜4a、4b共用的特征进行说明，故以下例如图3A所示那样，有时省略a、b的符号。再者，在剖视图中，为了使说明容易而将薄膜的厚度方向z放大来表示。

在图2A所示的主体部1中，交替地层叠在电介质薄膜3a的单面具备有金属膜4a的金属化薄膜5a和在电介质薄膜3b的单面具备有金属膜4b的金属化薄膜5b。金属膜4a在主体部1的第一侧面1c与外部电极2a电连接。金属膜4b在主体部1的第一侧面1d与外部电极2b电连接。

金属化薄膜5a在电介质薄膜3a的一个面上形成了金属膜4a。金属化薄膜5b在电介质薄膜3b的一个面上形成了金属膜4b。这些金属化薄膜5a、5b如图2A所示那样，以在宽度方向即第一方向x上稍微错开的状态被层叠，主体部1在第一侧面1c、1d具有金属化薄膜5a与5b未重叠的偏离部。

这样，在薄膜电容器A的例子之一中，由电介质薄膜3a及金属膜4a构成的金属化薄膜5a和由电介质薄膜3b及金属膜4b构成的金属化薄膜5b，如图2A所示那样被层叠。主体部1也可以在金属化薄膜5a与金属化薄膜5b被层叠的更外侧，具有外壳薄膜。

金属膜4a、4b在主体部1的位于第一方向x两端的第一侧面1c、1d，分别电连接于外部电极2a、2b。

若金属膜4a与金属膜4b之间有电位差，则会在金属膜4a与金属膜4b夹着电介质薄膜3而重合的有效区域7产生静电电容。

电介质薄膜3具有位于第一方向x的一方的第一端部3c和位于另一方的第二端部3d、以及位于第二方向y的两端的第三端部3e。在第二端部3d附近，设置有与第二方向y连续地存在的绝缘边缘部6。绝缘边缘部6是未形成金属膜而有电介质薄膜3露出的部分，也有时简称为边缘部6。

金属膜4如图3A所示那样被在第一方向x上延伸的多个第一槽8分割为多个第一分割部位4i。第一槽8的底是介质薄膜3，第一槽8从电介质薄膜3的第一端部3c一直连续到边缘部6。

对于金属膜4具有的第一槽8而言，相邻的两个第一槽8彼此的间隔既可以全部相等，也可以一部分或者分别不同。以下，也有时将相邻的两个第一槽8彼此的间隔简称为第一槽8的间隔。第一槽8的间隔是一个第一分割部位4i的第二方向y的宽度和一个第一槽8的宽度的合计，比一个第一分割部位4i的宽度还大。相邻的第一槽8的宽度不同的情况下，第一槽8的间隔也可以设为一个第一分割部位4i的宽度和将该第一分割部位夹持的两个第一槽8的宽度的平均值的合计。将相邻的两个第一槽8之中的、距第二侧面1e或者1f最近的两个第一槽8彼此的间隔设为P。第一槽8的间隔大致相等的情况下，也可以将第一槽8的间隔的平均值设为P。P例如也可以设为0.5mm以上且20mm以下。距第二侧面1e或者1f最近的两个第一槽8以外的第一槽8的间隔，如图3B所示那样也可以大于P。

将与主体部1的第二侧面1e、1f相接的第一分割部位4i设为端部金属膜4e。需要说明的是，后述的间隔、长度、宽度、厚度等的值只要是特别没有明示，就都设为平均的值。

<第一实施方式>

如图1、图4及图5所示那样，薄膜电容器A在主体部1的表面具备绝缘层9。将第一侧面1c、1d距第二侧面的距离为P以下的区域设为第一区域1c1、1d1。图5是图4的v-v剖视图、即第一区域1c1及1d1中的剖视图。在第一实施方式中，如图4所示那样，绝缘层9被配置在位于第一区域1c1、1d1的外部电极2与主体部1之间。即，第一区域1c1、1d1与外部电极2之间，存在绝缘层9。绝缘层9在第一区域1c1、1d1上在层叠方向z延伸，从与第一面1a的边界一直连续到与第一面1b的边界。绝缘层9也可以覆盖第一面1a、1b的一部分。绝缘层9也可以与第一侧面1c、1d和第二侧面1e、1f的边界部相接。绝缘层9还可以将第二侧面1e、1f的一部分或者全部覆盖。

在作为切断面的第二侧面1e、1f中，与外部电极2a连接的金属膜4a的端部金属膜4ae和与外部电极2b连接的金属膜4b的端部金属膜4be有可能接触。即处于不同电位的端部金属膜4e彼此有可能接触而短路。

相邻的第一分割部位4i彼此通过以间隔P设置的第一槽8而分开。第一区域1c1、1d1具有至少一个第一槽8，通过该第一槽8，端部金属膜4e与相邻的第一分割部位4i分开。进而，在第一区域1c1、1d1中，绝缘层9处于外部电极2与主体部1之间，由此端部金属膜4e与外部电极2分开。因此，端部金属膜4e与外部电极2及其他分割部位4i被电绝缘。其结果是，即便端部金属膜4ae与端部金属膜4be接触，也可减少对薄膜电容器A的绝缘电阻的影响。

在第一侧面1c、1d中，将第二侧面1e、1f与绝缘层9的距离设为D1，将第二侧面1e、1f与外部电极2的距离设为D2。W1为绝缘层9的第二方向y的长度。在图1及图4中，D1及D2均为0，但也可以比0大。换句话说，外部电极2及绝缘层9双方也可以如图6所示那样与第一侧面1c、1d和第二侧面1e、1f的边界部分开。进一步换句话来说，第一区域1c1、1d1也可以具有未被绝缘层9及外部电极2的任一个覆盖的部位。

D2既可以与D1相等，也可以大于D1。所谓D2大于D1，包括D1为0且D2比0大的情况。所谓D1为0，包括绝缘层9与第一侧面1c、1d和第二侧面1e、1f的边界部相接的情况，还包括绝缘层9进一步将第二侧面1e、1f的一部分或者全部覆盖的情况。

若D2大于D1，则外部电极2相比于绝缘层9更离开第二侧面1e、1f，因此外部电极2变得更加难以与相接于作为切断面的第二侧面1e、1f的端部金属膜4e接触。

需要说明的是，D1为0的情况下的W1，即绝缘层9与第一侧面1c、1d和第二侧面1e、1f的边界部相接的情况、及将第二侧面1e、1f的一部分或者全部覆盖的情况下的W1，是位于第一侧面1c、1d上的绝缘层9的、以第二侧面1e、1f的边界部为起点的长度。

<第二实施方式>

在第二实施方式中，如图7所示那样，外部电极2未被配置于第一区域1c1、1d1。换句话说，第二侧面1e、1f与外部电极2的距离D2比P大。绝缘层9被配置为包括第一侧面1c、1d的距第二侧面1e、1f的距离为P的位置。绝缘层9在第一区域1c1、1d1上在层叠方向z延伸，并从与第一面1a的边界一直连续到与第一面1b的边界。绝缘层9也可以将第一面1a、1b的一部分覆盖。绝缘层9也可以与第一侧面1c、1d和第二侧面1e、1f的边界部相接。绝缘层9也可以进一步将第二侧面1e、1f的一部分或者全部覆盖。第二侧面1e、1f与绝缘层9的距离D1为0以上且P以下。因此，在第二实施方式中D2比D1还大。在第二实施方式中，外部电极2未被配置于第一区域1c1、1d1，由此外部电极2进一步变得难以与端部金属膜4e接触。

在图7所示的第二实施方式中，绝缘层9虽然在第一区域1c1、1d1行未与外部电极2重合，但在距第二侧面1e、1f的距离比P大的第一侧面1c、1d的部位，也可以与外部电极2重合。将距第二侧面1e、1f的距离比P大且绝缘层9与外部电极2重合的第一侧面1c、1d的区域设为第二区域1c2、1d2。第二区域1c2、1d2的绝缘层9也可以被配置于外部电极2与主体部1之间。在第二区域1c2、1d2内在外部电极2与主体部1之间有绝缘层9存在，由此外部电极2变得更加难以与端部金属膜4e接触。需要说明的是，在第二区域1c2、1d2内，外部电极2也可以位于绝缘层9与主体部1之间。在上述那样的结构中，也由于外部电极2未被配置于第一区域1c1、1d1，故即便端部金属膜4e彼此接触，对薄膜电容器A的绝缘电阻的影响也会小。

绝缘层9与外部电极2也可以如图8所示那样在第二侧面1e、1f上分开。通过绝缘层9与外部电极2分开，从而外部电极2变得更加难以与端部金属膜4e接触。

以下的特征可适用于上述第一实施方式、第二实施方式双方。

第二侧面1e、1f与绝缘层9的距离D1和绝缘层9的第二方向y的长度W1之和(D1+W1)也可以比P大。即，(D1+W1)相对于P之比((D1+W1)/P)也可以比1大。若((D1+W1)/P)比1大，则外部电极2变得更加难以与端部金属膜4e接触。

(D1+W1)相对于P之比((D1+W1)/P)也可以设为3以下。通过将((D1+W1)/P)设为3以下，从而不会过于减小薄膜电容器A的静电电容，可减少端部金属膜4e对薄膜电容器A的绝缘电阻的影响。特别是(D1+W1)/P也可以设为2以下，还可以设为1.5以下。

绝缘层9的厚度也可以是电介质薄膜3的厚度以上。通过将绝缘层9的厚度设为电介质薄膜3的厚度以上，从而即便绝缘层9与电介质薄膜3为相同的材料，也能够使绝缘层9的绝缘性比电介质薄膜3大。绝缘层9的厚度，例如也可以是3μm以上。再者，也可以将绝缘层9的厚度设为例如800μm以下，以使得薄膜电容器A不会因绝缘层9而体积过大。

图9～11是将图3A的第一分割部位4i的虚线部放大后的俯视图。图9～11也可适用于图3B的第一分割部位4i。如图9～11所示那样，金属膜4的第一分割部位4i也可以具有进一步被第二槽10分割出的多个第二分割部位4j。相邻的第二分割部位4j彼此通过熔丝11而被电连接。

在图9中，通过在第二方向延伸的第二槽10而形成第二分割部位4j，在第二方向的中央配置熔丝11，将相邻的第二分割部位4j彼此电连接。

在图10中，通过在与第一方向x及第二方向y不同的方向延伸的第二槽10而形成第二分割部位4j，熔丝11将相邻的第二分割部位4j彼此电连接。

在图11中，第二槽10是在第一方向x及第二方向y延伸的格子状，第二分割部位4j通过被配置在各边的中央的熔丝11而与相邻的其他第二分割部位4j电连接。

绝缘层9例如在切断将金属化薄膜5a与5b层叠的层叠体来获得主体部1之际，可通过在进行切断的位置粘贴绝缘性的胶带等、或者涂敷绝缘性的材料等的方法来形成。将形成了绝缘层9的层叠体切断，在所获得的主体部1的第一侧面1c、1d形成金属喷镀电极，由此获得薄膜电容器A。绝缘层9也可以延设于主体部1的第一面1a、1b。虽然在主体部1的第二侧面1e、1f的附近，有金属化薄膜5彼此分离的情况，但若绝缘层9从第一侧面1c、2d向第一面1a、1b延设，则金属化薄膜5彼此变得难以分离。

如图6～8那样，在绝缘层9上的至少一部分、或者第一侧面1c、1d上的一部分不具有外部电极2的薄膜电容器A，可例如如下那样来制作。在层叠体的未形成外部电极2的部位用胶带等实施掩蔽，在形成了外部电极2后，只要将与外部电极2相接的胶带等的掩蔽除去即可。再有，也可以利用金属掩模等将粘贴了成为绝缘层9的绝缘性的胶带、或者涂敷了绝缘性的材料的层叠体的未形成外部电极2的部位掩蔽，来形成外部电极2。

绝缘层9的材料只要是具有绝缘性且在将金属化薄膜5层叠的层叠体的表面能成型的材料即可。例如可以是与电介质薄膜3相同的材料，也可以是电绝缘性比电介质薄膜3高的材料。绝缘层9的材料，具体地说也可以使用聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、PTFE、聚芳酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚(polyphenylene sulfide)等的有机树脂。绝缘层9除了这些有机树脂之外，也可以包含粘合剂。

需要说明的是，与绝缘层9相关的上述特征，也可适用于以下说明的例子。

在图2B所示的主体部1中，在电介质薄膜3a的一个面上具备金属膜4a1及金属膜4a2的金属化薄膜5a和在电介质薄膜3b的一个面上具备金属膜4b的金属化薄膜5b被交替地层叠。金属膜4a1在主体部1的第一侧面1c与外部电极2a电连接。金属膜4a2在主体部1的第一侧面1d与外部电极2b电连接。金属膜4b和外部电极2a及外部电极2b的任一个都未电连接。具有上述那样的构造的薄膜电容器A被称为串联连接型的薄膜电容器。

金属化薄膜5a在电介质薄膜3a的一个面上形成了金属膜4a1及金属膜4a2。金属化薄膜5a在第一方向x的中央部具有未形成金属膜的、即电介质薄膜3a露出的部分在第二方向y上连续地存在的所谓的绝缘边缘部6a。

金属化薄膜5b在电介质薄膜3b的一个面上形成了金属膜4b。金属化薄膜5b在第一方向x的两端的附近分别具有未形成金属膜而电介质薄膜3b露出的部分在第二方向y上连续地存在的、所谓的绝缘边缘部6b。电介质薄膜3b的宽度比电介质薄膜3a稍小。

这些金属化薄膜5a、5b如图2B所示那样，以金属化薄膜5a向第一方向x的两侧稍微突出的状态层叠。电介质薄膜3b的宽度比电介质薄膜3a稍小，因此主体部1在第一侧面1c、1d具有金属化薄膜5a与5b未重叠的偏离部。

若金属膜4a1与金属膜4b之间有电位差，则在金属膜4a1与金属膜4b夹着电介质薄膜3a或者3b而重合的有效区域7a产生静电电容。若金属膜4a2与金属膜4b之间有电位差，则在金属膜4a2与金属膜4b夹着电介质薄膜3a或者3b而重合的有效区域7b产生静电电容。具有有效区域7a的第一电容部C1和具有有效区域7b的第二电容部C2被串联连接。

金属膜4a1、4a2如图12所示那样被在第一方向x延伸的多个第一槽8而分割为多个第一分割部位4ali、4a2i。第一槽8的底是电介质薄膜3a，第一槽8从电介质薄膜3a的第一端部3ac、第二端部3ad一直连续到边缘部6a。

金属膜4b如图13所示那样被在第一方向x延伸的多个第一槽8而分割为多个第一分割部位4bi。第一槽8的底是电介质薄膜3b，第一槽8从电介质薄膜3b的第一端部3bc的边缘部6b一直连续到第二端部3bd的边缘6b。

对于金属膜4a1、4a2、4b具有的第一槽8的间隔涉及的特征而言，可适用图3A及图3B中说明过的金属膜4所具有的第一槽8的间隔涉及的特征。

串联连接型的薄膜电容器A也如图4、图6～8及图14所示那样，在主体部1的表面具备绝缘层9。图14是串联连接型的薄膜电容器A的情况下的、图4的v-v剖视图即第一实施方式的第一区域1c1及1d1中的剖视图。在串联连接型的薄膜电容器A的第二实施方式中，如图7、8所示那样外部电极2未被配置于第一区域1c1及1d1。这样，针对图2A的薄膜电容器A说明过的绝缘层9也能适用于图2B的串联连接型的薄膜电容器A。

再有，图9～11所示的具有第二分割部位4j的第一分割部位4i也可适用于图12、13的金属化薄膜5a、5b。

以下，对只要没有特别记载就也能适用于图2A及图2B的任一薄膜电容器A的特征进行说明。

电介质薄膜3的厚度，例如也可以设为5μm以下。也可以使用0.5μm～4μm的厚度的电介质薄膜3。

金属膜4(4a、4b)也可以在与外部电极2(2a、2b)的连接部附近具有重边构造。重边构造是在与外部电极2的连接部的附近金属膜4的电阻比金属膜4a、4b重合的有效区域7的电阻低的构造。也有时将与外部电极2的连接部的附近的电阻低的金属膜4称为重边部。换句话说，重边构造指的是重边部的金属膜4的厚度比有效区域7的金属膜4的厚度厚的构造。需要说明的是，相对于具有以短路的能量能蒸发、飞散的自恢复性的金属膜4而言，无论是否位于有效区域7，也有时将厚度比其更厚的金属膜4统一称为重边部。

金属膜4的厚度，在有效区域7中，例如也可以设为20nm以下，特别是5nm～15nm。通过将金属膜4设为上述那样的厚度，从而面积电阻(薄膜电阻)为18Ω/□～50Ω/□，可发挥自恢复性。金属膜4a与金属膜4b也可以具有相同的厚度。也可以将金属膜4a及金属膜4b的任意一方的整体设为20nm以下的厚度，将另一方的整体设为重边部。再有，与外部电极2的连接部附近(重边部)中的金属膜4的厚度，也可以是有效区域7的2倍～4倍、即10nm～80nm的范围。

再有，在图9～11中虽然将第二分割部位4j设为矩形状，并不局限于此，第二分割部位4j也可以是三角形状、多边形状、圆形状、椭圆形状、还有不定形状。

在薄膜电容器A中，也可以金属膜4a、4b双方具有第一分割部位4i。还有，在薄膜电容器A中，也可以金属膜4a、4b的任意一方具有第一分割部位4i。薄膜电容器A也可以具有：例如图3A或者图3B所示那样的具有第一分割部位4i的金属膜4a；和图15A所示那样的不具有第一分割部位4i的金属膜4b。换句话说，也可以是金属膜4a被第一槽8分割，金属膜4b是连续的一个金属膜4p。

另外，在串联连接型的薄膜电容器A中，也可以金属膜4a1、4a2及4b均具有第一分割部位4i。在串联连接型的薄膜电容器A中，也可以金属膜4a1及4a2和金属膜4b的任意一方具有第一分割部位4i。串联连接型的薄膜电容器A也可以具有例如图12所示那样的具有第一分割部位4i的金属膜4a1及4a2和图15B所示那样的不具有第一分割部位4i的金属膜4b。此外，串联连接型的薄膜电容器A也可以具有图15C所示那样的不具有第一分割部位4i的金属膜4a1及4a2和图13所示那样的具有第一分割部位4i的金属膜4b。换句话说，也可以是金属膜4a1及4a2和金属膜4b的任意一方为连续的一个金属膜4p。

再者，在金属膜4a具有位于有效区域7的重边部，金属膜4b如图15A所示那样被第一槽8分割而不具有第一分割部位4i的情况下，金属膜4b也可以具有被第三槽13分割出的第三分割部位4k。例如如图16所示那样，将与绝缘边缘部6相邻并与金属膜4a的重边部重叠的金属膜4b的部位设为R。金属膜4b的第三分割部位4k至少被配置于部位R，通过熔丝11而与连续的一个膜4p电连接。位于有效区域7的金属膜4a的重边部难以利用短路的能量蒸发、飞散，但与金属膜4a的重边部重叠的金属膜4b的部位具有第三分割部位4k，由此已短路的部位的熔丝11利用短路的能量蒸发、飞散，能够将与已短路的重边部重叠的第三分割部位4k电绝缘。

第一槽8、第二槽10及第三槽13的宽度，例如也可以是0.01mm～0.30mm的范围。

作为电介质薄膜3所使用的绝缘性的有机树脂的材料，例如可列举聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯硫醚(PPS)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚芳酯(PAR)、聚苯醚(PPE)、聚醚酰亚胺(PEI)及环烯烃共聚物(COP)等。特别是环烯烃共聚物(COP)、聚芳酯(PAR)，绝缘破坏电压较高。这些有机树脂也可以使用于绝缘层9。

电介质薄膜3例如如下所述地获得。将溶解到溶媒中的绝缘性的有机树脂的树脂溶液，例如在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制的基材薄膜的表面成型为片状。将已成型的薄片干燥，使溶剂挥发，由此获得电介质薄膜3。作为成型方法，只要从刮浆法、模制涂胶法及刮刀涂胶法等公知的成膜方法中适当选择即可。作为成型所使用的溶剂，例如也可以使用包含甲醇、异丙醇、n-丁醇、乙氧基乙醇、乙二醇单丁醚(ethylene glycol monopropylether)、丁酮、甲基异丁基酮、二甲苯、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚醋酸纤维、二甲基乙酰胺、环己烷或者从这些中选出的两种以上的混合物的有机溶剂。再有，也可以对通过熔融挤压法制作出的有机树脂的薄膜进行延伸加工。

电介质薄膜3也可以仅由上述的绝缘性的有机树脂来构成，但也可以包含其他材料。作为电介质薄膜3所包含的有机树脂以外的结构要素，例如可列举上述的有机溶剂、无机填料等。无机填料中，例如能够使用氧化铝、氧化钛、二氧化硅等的无机氧化物、氮化硅等的无机氮化物、玻璃等。特别是作为无机填料，若使用具有钙铁矿型构造的复合氧化物等的相对介电常数高的材料，则能够提高电介质薄膜3整体的相对介电常数，减小薄膜电容器的体积。还有，为了提高无机填料与有机树脂的相溶性，也可以对无机填料进行硅烷耦合处理或钛酸盐耦合处理等的表面处理。

在电介质薄膜3使用上述那样的无机填料的情况下，也可以设为以含有少于50质量％的无机填料且含有50质量％以上的有机树脂的复合薄膜。通过设为上述那样的无机填料与有机树脂的比率，从而在维持有机树脂的挠性不变的情况下，通过无机填料能够提高电介质薄膜3的相对介电常数。无机填料的尺寸(平均颗粒直径)也可以设为0.5nm以上且1000nm以下。

在电介质薄膜3的一个面进行了掩蔽后，对铝(Al)等的金属成分进行蒸镀来形成金属膜4，以作为金属化薄膜5。此时，已掩蔽的部分成为边缘部6。图2A所示的构造的情况下，将电介质薄膜3的第一方向x的端部的一方掩蔽。图2B所示的构造的情况下，将电介质薄膜3的第一方向x的端部的双方或者第一方向x的中央部掩蔽。

形成重边构造的情况下，将上述金属化薄膜5的形成重边的部分以外掩蔽，在上述蒸镀过的金属成分的没有掩蔽的部分之上进一步蒸镀例如锌(Zn)而形成。此时，作为重边进行蒸镀的膜的厚度，设为上述蒸镀过的金属成分的1倍～3倍的厚度。

在金属膜4根据需要形成图案。作为在金属膜4形成图案的方法，可列举油墨转印图案化法、激光图案化法等。油墨转印图案化法是在电介质薄膜3进行油墨掩蔽后对金属成分进行蒸镀的方法。激光图案化法是在电介质薄膜3蒸镀了金属成分后，通过激光使金属膜4的一部分蒸发的方法，使用激光划线机或者激光修整机。作为激光，只要使用绿色激光、YAG激光及CO₂激光之中的任一者即可。

<薄膜电容器的制作方法>

本公开的层叠型的薄膜电容器A只要如下这样来制作即可。将在一个面具有金属膜4(4a、4b)的金属化薄膜5(5a、5b)切断成所希望的形状后，层叠多个而获得层叠体。此时，在图2A所示的构造中，将金属化薄膜5a与5b交替地层叠成边缘部6a、6b位于第一方向x的不同的端部。再者，金属化薄膜5a与5b如图2A所示那样，以在第一方向x稍微错开的状态重合。图2B所示的构造的情况下，将在第一方向x的中央具有边缘部6a的金属化薄膜5a和与其相比第一方向x的宽度稍小且在第一方向x的两端具有边缘部6b的金属化薄膜5b如图2B那样交替地层叠。

通过将所获得的层叠体切断，从而得到单片的主体部1。此时，可通过在进行切断的位置粘贴绝缘性的胶带等、或者涂敷绝缘性的材料等的方法来形成绝缘层9。将形成了绝缘层9的层叠体切断，在所获得的主体部1的第一侧面1c、1d形成外部电极2，由此获得薄膜电容器A。也可以在层叠体形成了绝缘层9后，在层叠体的成为第一侧面1c、1d的面形成外部电极2，然后将层叠体切断。外部电极2的形成中，也可以使用例如金属的溶射、溅射法、镀覆法等。

接着，根据需要，也可以用未图示的外装构件来覆盖形成了外部电极2的主体部1的表面。

作为外部电极2的材料，也可以使用从锌、锡、铝、铜及焊料选择的至少一种金属材料。

<连结型电容器>

图17是示意性地示出连结型电容器的实施方式之一的立体图。在图17中，为了使连结型电容器的结构容易明白，省略覆盖外壳及电容器表面的外装树脂的记载。在连结型电容器C中，多个薄膜电容器通过一对汇流条21、23而被并联连接。汇流条21、23具有外部连接用的端子部21a、23a和引出端子部21b、23b。引出端子部21b、23b分别连接于薄膜电容器的外部电极2a、2b。

若连结型电容器C包括上述的具有绝缘层9的薄膜电容器A，则能够获得耐电压高的连结型电容器C。

连结型电容器C既可以具有至少一个薄膜电容器A，也可以具有两个以上的薄膜电容器A。在图17所示出的那样将薄膜电容器排列了多个、例如4个的状态下，使用接合材料将汇流条21、23安装于分别形成在主体部1的两端的外部电极2a、2b，由此来获得连结型电容器C。

连结型电容器C既可以如图17所示出的那样将薄膜电容器平面地配置，也可以设为薄膜电容器被堆叠而成的配置。再者，薄膜电容器A的配置也可以设为外部电极所2位于的方向、即x方向沿着铅垂方向的配置。

薄膜电容器A及连结型电容器C在容纳到外壳的状态下将树脂填充于外壳内的空隙，也可以设为树脂模具型(外壳模具型)的电容器。

<逆变器>

图18是用于说明逆变器的实施方式的一个的概要结构图。在图18中作为实施方式的一例而表示从直流生成交流的逆变器D。图18所示那样，逆变器D具备桥电路31和电容部33。桥电路31例如由IGBT(Insulated gate Bipolar Transistor)这样的开关元件和二极管来构成。电容部33被配置于桥电路31的输入端子间，使电压稳定。逆变器D包括上述的薄膜电容器A或者连结型电容器C，以作为电容部33。

逆变器D被连接于对直流电源的电压进行升压的升压电路35。桥电路31被连接于作为驱动源的马达发电机(马达M)。

<电动车辆>

图19是电动车辆的概要结构图。在图19中，作为实施方式的一例，表示混合动力机动车(HEV)。

电动车辆E具备驱动用的马达41、发动机43、传动装置45、逆变器47、电源(电池)49、前轮51a及后轮51b。

电动车辆E具备马达41、发动机43或者其双方的输出，以作为驱动源。驱动源的输出经由传动装置45而被传递至左右一对前轮51a。电源49与逆变器47连接，逆变器47与马达41连接。

再有，图19示出的电动车辆E具备车辆ECU53及发动机ECU57。车辆ECU53进行电动车辆E整体的总体性的控制。发动机ECU57控制发动机43的转速并驱动电动车辆E。电动车辆E还具备由驾驶员等操作的点火开关55、未图示的油门踏板及制动器等的运转装置。向车辆ECU53输入与驾驶员等进行的运转装置的操作相应的驱动信号。车辆ECU53基于该驱动信号，将指示信号输出给发动机ECU57、电源49及作为负载的逆变器47。发动机ECU57响应指示信号而控制发动机43的转速，以驱动电动车辆E。

作为电动车辆E的逆变器47，使用逆变器D、即电容部33包括上述的薄膜电容器A或者连结型电容器C的逆变器D。在上述那样的电动车辆E中，由于薄膜电容器A的耐电压高，故薄膜电容器A或者连结型电容器C的绝缘电阻的降低长期地被抑制得较小。其结果是，在电动车辆E中，能够使得ECU等的控制装置的电流控制更加稳定。

需要说明的是，本实施方式的逆变器D不仅适用于上述的混合动力机动车(HEV)，也可适用于电气机动车(EV)、燃料电池车、电动自行车、发电机、太阳能电池等各种各样电力变换应用产品。

实施例

使用聚芳酯(U-100，unitika制)制作出厚度均为3μm的电介质薄膜。对于电介质薄膜而言，将聚芳酯溶解于甲苯，使用涂胶机在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制的基材薄膜上进行涂敷，以成型为片状。成型后，在130℃下进行热处理以将甲苯除去，得到电介质薄膜。

将所获得的电介质薄膜从基材薄膜剥离，狭缝加工成200mm宽度后，通过真空蒸镀法如下这样地在电介质薄膜的一个面形成了金属膜。

首先，对电介质薄膜的与基材薄膜相接的面相反的面施以油墨掩蔽，在作为第一方向x的宽度方向的中央形成了宽度52mm的Al(铝)金属膜。Al金属膜的平均厚度设为20nm。接着，在所形成的Al金属膜的宽度方向的中央，使用金属掩模形成了宽度8.8mm的Zn(锌)金属膜，以作为重边部。Zn金属膜的平均厚度设为40nm。

对形成了金属膜的电介质薄膜的宽度方向的中央及两端进行狭缝加工，得到宽度28mm的金属化薄膜。将所获得的金属化薄膜的绝缘边缘部的宽度设为1mm，将重边部的宽度设为4.4mm。

通过油墨掩蔽在Al金属膜形成了图3A所示的第一槽。第一槽的间隔为2mm，是固定的。即，P也为2mm。需要说明的是，第一槽的宽度设为0.2mm。

将一组金属化薄膜重叠成各个重边部位于第一方向x的相反侧、并且各个重边部向第一方向x突出0.5mm。将这样重叠的一组金属化薄膜在直径200mm的鼓卷绕450次，得到多个薄膜电容器连结成环状的卷绕体。需要说明的是，一组金属化薄膜重叠成各金属膜之间夹持一片电介质薄膜。

在所获得的环状的卷绕体，将成为绝缘层的有机树脂的薄膜沿着第一方向x卷绕。卷绕有机树脂的薄膜的部位，在第二方向y上每隔50mm配置有多个。在试样No.1～13中，作为有机树脂的薄膜而使用了聚酰亚胺粘接胶带。聚酰亚胺粘接胶带的平均厚度在试样No.1～5、8～13中设为35μm，在试样No.6及7中设为80μm。卷绕有机树脂的薄膜的次数，在试样No.1～6及8～13中设为一次，在试样No.7中设为十次。

在试样No.14、15中，作为有机树脂的薄膜使用了聚芳酯薄膜。聚芳酯薄膜的平均厚度在试样No.14中设为2μm，在试样No.15中设为3μm。卷绕有机树脂的薄膜的次数设为一次。

试样No.14及15的作为有机树脂的薄膜而使用的聚芳酯薄膜，通过上述的薄片成型法来制作，在卷绕成卷绕体后，使用平均厚度35μm的聚酰亚胺粘接胶带，在位于卷绕体的层叠方向z的第一面进行了固定。

成为绝缘层的有机树脂的薄膜的宽度设为2mm～16mm。即，有机树脂的薄膜的宽度在试样No.1中设为3mm，在试样No.2中设为4mm，在试样No.3、6、7、14及15中设为8mm，在试样No.4中设为12mm，在试样No.5中设为16mm。

在试样No.8～13中，排列或重叠多个有机树脂薄膜并卷绕成卷绕体。试样No.8在宽度4mm的有机树脂薄膜的中央卷绕了宽度2mm的有机树脂薄膜。试样No.9重叠并卷绕了两片宽度4mm的有机树脂薄膜。试样No.10在宽度4mm的有机树脂薄膜之上重叠卷绕宽度8mm的有机树脂薄膜。试样No.11将三片宽度2mm的有机树脂薄膜在宽度方向上排列并卷绕。试样No.12将三片宽度2mm的有机树脂薄膜在宽度方向上排列并卷绕后，在其宽度方向的中央卷绕宽度4mm的有机树脂薄膜。试样No.13在将三片宽度2mm的有机树脂薄膜在宽度方向排列并卷绕后，在其宽度方向的中央卷绕宽度8mm的有机树脂薄膜。

将卷绕了有机树脂的薄膜的卷绕体，在将有机树脂的薄膜卷起来的宽度的中央处切断，获得第二方向y的宽度为50mm的层叠体即主体部。该情况下，层叠体的各层所包含的第一槽的个数为25。在所获得的带绝缘层的层叠体的位于第一方向x的侧面、即第一侧面，电弧溶射Zn(锌)，形成作为外部电极的金属喷镀电极，作为薄膜电容器。需要说明的是，在形成了金属喷镀电极后，将试样No.8～10的上侧的有机树脂薄膜除去，将试样No.11的切断部的有机树脂薄膜除去，将试样No.12、13的上侧及切断部的有机树脂薄膜除去，由此调整了D1、D2。试样No.10、13具有与图8类似的构造。试样No.11是图6的D1与D2相等的情况。试样No.12具有与图7类似的构造。

测定了制作出的薄膜电容器的静电电容及耐电压。使用LCR仪表在AC1V、1kHz的条件下测定了静电电容。使用绝缘电阻计对薄膜电容器施加从0V起最大900V的直流电压而进行试验，评价了耐电压。从0V到900V，以每秒10V的升压速度对薄膜电容器施加直流电压，将漏电流达到0.01A时的电压设为薄膜电容器的耐电压。

[表1]

试样No.2～15，绝缘层被配置在位于第一区域的所述外部电极与主体部之间、或者外部电极未被配置在第一区域，即便施加400V的直流电压，漏电流也为0.01A以下。特别是，试样No.2～13、及15具有即便施加900V的直流电压、漏电流也会少于0.01A的高绝缘性。

试样No.14由于绝缘层的平均厚度比电介质薄膜小，故施加400V的直流电压，漏电流会达到O.01A，绝缘性比较低。认为这是因为在形成金属喷镀电极时有机树脂的薄膜的一部分被破坏掉的缘故。其结果是，认为端部金属膜的一部分容易被电连接于外部电极，该端部金属膜在作为切断面的第二侧面短路。

再有，试样No.2～4、6～13及15的((D1+W1)/P)为3以下，具有比较大的静电电容。

试样No.1，在位于第一区域的所述外部电极与所述主体部之间没有绝缘层，具有外部电极与第一区域直接相接的部位，通过250V的直流电压的施加，漏电流达到0.01A，绝缘性低。认为这是因为被电连接到外部电极的端部金属膜在作为切断面的第二侧面短路的缘故。

-符号说明-

A：薄膜电容器

C：连结型电容器

D：逆变器

E：电动车辆

1：主体部

1a、1b：第一面

1c、1d：第一侧面

1c1、1d1：第一区域

1e、1f：第二侧面

2、2a、2b：外部电极

3、3a、3b：电介质薄膜

4、4a、4a1、4a2、4b：金属膜

4i、4a1i、4a2i、4bi：第一分割部位

4e：端部金属膜

4j：第二分割部位

5、5a、5b：金属化薄膜

6：绝缘边缘部

7：有效区域

8：第一槽

9：绝缘层

10：第二槽

11：熔丝

21、23：汇流条

31：桥电路

33：电容部

35：升压电路

41：马达

43：发动机

45：传动装置

47：逆变器

49：电源

51a：前轮

51b：后轮

53：车辆ECU

55：点火开关

57：发动机ECU。

Claims

1.一种薄膜电容器，其具备：

电介质薄膜与金属膜被层叠的长方体状的主体部；

一对外部电极；以及

被配置在所述主体部的表面的绝缘层，

所述主体部具有：位于层叠方向的一对对置的第一面；和将该一对第一面连结的一对对置的第一侧面及一对对置的第二侧面，

所述外部电极被配置于所述第一侧面，

在将所述第一侧面所位于的方向设为第一方向，将所述第二侧面所位于的方向设为第二方向时，

所述金属膜具有被在所述第一方向延伸的多个第一槽分割成的多个第一分割部位，

在将相邻的两个所述第一槽之中的、距所述第二侧面最近的两个所述第一槽彼此的间隔设为P，将所述第一侧面中的、距所述第二侧面的距离为P以下的区域设为第一区域时，

所述绝缘层存在于位于所述第一区域的所述外部电极与所述主体部之间。

2.根据权利要求1所述的薄膜电容器，其中，

在将所述第一侧面中的、所述第二侧面与所述绝缘层的距离设为D1，将所述第二侧面与所述外部电极的距离设为D2时，D2大于D1。

3.根据权利要求1或2所述的薄膜电容器，其中，

在将所述第一侧面中的、所述第二侧面与所述绝缘层的距离设为D1，将所述绝缘层的所述第二方向的长度设为W1时，

((D1+W1)/P)大于1。

4.根据权利要求3所述的薄膜电容器，其中，

所述((D1+W1)/P)为3以下。

5.根据权利要求1或2所述的薄膜电容器，其中，

所述绝缘层的厚度的平均为3μm以上。

6.根据权利要求1或2所述的薄膜电容器，其中，

所述第一分割部位进一步具有多个第二分割部位，

相邻的第二分割部位彼此通过熔丝而被电连接。

7.一种薄膜电容器，其具备：

电介质薄膜与金属膜被层叠的长方体状的主体部；

一对外部电极；以及

被配置在所述主体部的表面的绝缘层，

所述外部电极被配置于所述第一侧面，

所述绝缘层被配置于所述第一侧面中的、距所述第二侧面的距离为P的位置，并且所述外部电极未被配置于所述第一区域，

在所述第一侧面，具有所述绝缘层与所述外部电极重合的第二区域，

该第二区域的所述绝缘层被配置于所述外部电极与所述主体部之间。

8.根据权利要求7所述的薄膜电容器，其中，

((D1+W1)/P)大于1。

9.根据权利要求8所述的薄膜电容器，其中，

所述((D1+W1)/P)为3以下。

10.根据权利要求7或8所述的薄膜电容器，其中，

所述绝缘层的厚度的平均为3μm以上。

11.根据权利要求7或8所述的薄膜电容器，其中，

所述第一分割部位进一步具有多个第二分割部位，

相邻的第二分割部位彼此通过熔丝而被电连接。

12.一种连结型电容器，其具备：

多个薄膜电容器；和

将该多个薄膜电容器连接的汇流条，

所述薄膜电容器包括权利要求1～11中任一项所述的薄膜电容器。

13.一种逆变器，其具备：

由开关元件构成的桥电路；和

与该桥电路连接的电容部，

该电容部包括权利要求1～11中任一项所述的薄膜电容器。

14.一种电动车辆，其具备：

电源；

与该电源连接的逆变器；

与该逆变器连接的马达；和

由该马达驱动的车轮，

所述逆变器是权利要求13所述的逆变器。