CN114040938A - 薄膜电容器以及薄膜电容器用薄膜 - Google Patents

薄膜电容器以及薄膜电容器用薄膜 Download PDF

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Abstract

本发明的薄膜电容器具备：电介质树脂薄膜，具有在厚度方向上相对的第1面以及第2面；以及金属层，设置在上述电介质树脂薄膜的上述第1面，其中，在上述电介质树脂薄膜的上述第1面的表面，在每5μm×5μm的面积存在25个以上且125个以下的长径为30nm以上且800nm以下的第1凹陷。

Description

薄膜电容器以及薄膜电容器用薄膜
技术领域
本发明涉及薄膜电容器以及薄膜电容器用薄膜。
背景技术
作为电容器的一种，有如下构造的薄膜电容器，即，使用具有可挠性的树脂薄膜作为电介质，同时配置了隔着树脂薄膜相互对置的第1对置电极以及第2对置电极。这样的薄膜电容器例如通过将形成有第1对置电极的树脂薄膜和形成有第2对置电极的树脂薄膜进行卷绕或者层叠而制作。
例如，在专利文献1公开了如下的薄膜电容器，即，具备：电介质树脂薄膜，设为相互重叠的形态；第1对置电极以及第2对置电极，配置为隔着上述电介质树脂薄膜相互对置；和第1端子电极以及第2端子电极，与上述第1对置电极以及第2对置电极分别电连接，上述电介质树脂薄膜的至少一个主面的表面粗糙度Ra为3nm以上且1000nm以下，构成为作为树脂成分而具有玻璃化转变点为130℃以上的热固化性树脂，在氮气中以10℃/分钟的升温速度对上述树脂成分的热重量变化率进行了测定时的、500℃下的热分解残留物重量为40重量％以下。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2013/069485号
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1记载的薄膜电容器中，通过将电介质树脂薄膜的表面粗糙度Ra设为3nm以上且1000nm以下，从而在将电介质树脂薄膜进行卷绕或者层叠时，在相互重叠的薄膜彼此之间形成微小的间隙。因此，分解气体变得容易从薄膜电容器内部飞散，自我修复功能良好地发挥作用。
但是，由于电介质树脂薄膜的耐热性高，所以在短路时有时电介质树脂薄膜不发生热分解，分解气体不飞散。因此，可以说关于自我修复性还有改善的余地。
本发明是为了解决上述的问题而完成的，其目的在于，提供一种在短路时电介质树脂薄膜容易热分解且自我修复性良好的薄膜电容器。本发明的目的还在于，提供一种用作上述薄膜电容器的电介质树脂薄膜的薄膜电容器用薄膜。
用于解决课题的技术方案
关于本发明的薄膜电容器，在第1方式中，具备：电介质树脂薄膜，具有在厚度方向上相对的第1面以及第2面；以及金属层，设置在上述电介质树脂薄膜的上述第1面，其中，在上述电介质树脂薄膜的上述第1面的表面，在每5μm×5μm的面积存在25个以上且125个以下的长径为30nm 以上且800nm以下的第1凹陷。
关于本发明的薄膜电容器，在第2方式中，具备：电介质树脂薄膜，具有在厚度方向上相对的第1面以及第2面；以及金属层，设置在上述电介质树脂薄膜的上述第1面，其中，在上述电介质树脂薄膜的上述第1面的表面存在第1凹陷，在上述金属层的表面，追随上述第1凹陷，在每 5μm×5μm的面积存在25个以上且125个以下的长径为30nm以上且800nm 以下的第3凹陷。
本发明的薄膜电容器用薄膜由具有在厚度方向上相对的第1面以及第 2面的电介质树脂薄膜构成，在上述电介质树脂薄膜的上述第1面的表面，在每5μm×5μm的面积存在25个以上且125个以下的长径为30nm以上且 800nm以下的第1凹陷。
发明效果
根据本发明，能够提供在短路时电介质树脂薄膜容易热分解且自我修复性良好的薄膜电容器。
附图说明
图1是示意性地示出本发明的薄膜电容器的一个例子的剖视图。
图2是示意性地示出本发明的薄膜电容器用薄膜的一个例子的剖视图。
图3是对构成本发明的薄膜电容器用薄膜的电介质树脂薄膜的第1面进行了拍摄的SEM照片的一个例子。
图4是对构成以往的薄膜电容器用薄膜的电介质树脂薄膜的第1面进行了拍摄的SEM照片的一个例子。
图5是示意性地示出测定凹陷的长径的方法的俯视图。
图6是示意性地示出本发明的薄膜电容器用薄膜的另一个例子的剖视图。
图7是对构成本发明的薄膜电容器用薄膜的电介质树脂薄膜的第2面进行了拍摄的SEM照片的一个例子。
图8是示意性地示出构成本发明的薄膜电容器的金属化薄膜的一个例子的剖视图。
图9是示意性地示出构成本发明的薄膜电容器的金属化薄膜的另一个例子的剖视图。
图10是示意性地示出构成本发明的薄膜电容器的金属化薄膜的又一个例子的俯视图。
图11A、图11B、图11C以及图11D是示意性地示出图2所示的薄膜电容器用薄膜1的制造方法的一个例子的工序图。
图12A、图12B以及图12C是示意性地示出图6所示的薄膜电容器用薄膜1A的制造方法的一个例子的工序图。
图13A、图13B以及图13C是示意性地示出图6所示的薄膜电容器用薄膜1A的制造方法的一个例子的工序图。
图14是用于说明对使薄膜彼此重叠时的摩擦力进行测定的方法的示意图。
具体实施方式
以下，对本发明的薄膜电容器以及薄膜电容器用薄膜进行说明。
然而，本发明并不限定于以下的结构，能够在不变更本发明的主旨的范围内适当地变更而进行应用。
将以下记载的本发明的各个优选的结构组合了两个以上的结构也还是本发明。
[薄膜电容器]
本发明的薄膜电容器具备：电介质树脂薄膜，具有在厚度方向上相对的第1面以及第2面；以及金属层，设置在上述电介质树脂薄膜的上述第 1面。
以下，作为本发明的薄膜电容器的一个实施方式，以卷绕型的薄膜电容器为例进行说明，该卷绕型的薄膜电容器以将设置有第1金属层的第1 电介质树脂薄膜和设置有第2金属层的第2电介质树脂薄膜层叠的状态进行卷绕而成。本发明的薄膜电容器也可以是将设置有第1金属层的第1电介质树脂薄膜和设置有第2金属层的第2电介质树脂薄膜层叠而成的层叠型的薄膜电容器等。
图1是示意性地示出本发明的薄膜电容器的一个例子的剖视图。
图1所示的薄膜电容器100是卷绕型的薄膜电容器，通过卷绕第1金属化薄膜130和第2金属化薄膜160而构成，第1金属化薄膜130在第1 电介质树脂薄膜110的一个面设置有第1金属层(对置电极)120，第2 金属化薄膜160在第2电介质树脂薄膜140的一个面设置有第2金属层(对置电极)150。薄膜电容器100还具备与第1金属层120电连接的第1外部端子电极170和与第2金属层150电连接的第2外部端子电极180。
第1金属层120形成为到达第1金属化薄膜130的一个侧缘，但是不到达另一个侧缘。另一方面，第2金属层150形成为不到达第2金属化薄膜160的一个侧缘，但是到达另一个侧缘。第1金属层120以及第2金属层150例如包含铝、锌等。
第1金属化薄膜130以及第2金属化薄膜160通过卷绕而被设为堆叠的状态。如图1所示，第1金属化薄膜130和第2金属化薄膜160在宽度方向上相互错开，使得第1金属层120中的到达第1金属化薄膜130的侧缘的一侧的端部以及第2金属层150中的到达第2金属化薄膜160的侧缘的一侧的端部都露出。
在图1所示的薄膜电容器100中，卷绕为第1金属化薄膜130处于第 2金属化薄膜160的外侧，并且关于第1金属化薄膜130以及第2金属化薄膜160中的每一者，第1金属层120以及第2金属层150各自朝向内侧。
第1外部端子电极170以及第2外部端子电极180通过在像上述那样得到的电容器主体的各端面上喷镀例如锌等而形成。第1外部端子电极 170与第1金属层120的露出端部接触，由此与第1金属层120电连接。另一方面，第2外部端子电极180与第2金属层150的露出端部接触，由此与第2金属层150电连接。
本发明的薄膜电容器优选被压制成剖面形状为椭圆或者长圆那样的扁平形状，从而设为比剖面形状为正圆时紧凑的形状。本发明的薄膜电容器也可以具备圆柱状的卷绕轴。卷绕轴配置在卷绕状态的金属化薄膜的中心轴线上，成为卷绕金属化薄膜时的卷轴。
在本发明的薄膜电容器中，作为电介质树脂薄膜，使用本发明的薄膜电容器用薄膜。例如，在图1所示的薄膜电容器100中，既可以对第1电介质树脂薄膜110以及第2电介质树脂薄膜140这两者使用本发明的薄膜电容器用薄膜，也可以仅对任一者使用本发明的薄膜电容器用薄膜。
[薄膜电容器用薄膜]
图2是示意性地示出本发明的薄膜电容器用薄膜的一个例子的剖视图。
图2所示的薄膜电容器用薄膜1由电介质树脂薄膜10构成。电介质树脂薄膜10具有在厚度方向上相对的第1面11以及第2面12。在电介质树脂薄膜10的第1面11的表面，作为第1凹陷而存在凹陷41。另一方面，在电介质树脂薄膜10的第2面12的表面，不存在凹陷41。
存在于电介质树脂薄膜的第1面的表面的凹陷能够通过利用扫描型电子显微镜(SEM)对电介质树脂薄膜的第1面的表面进行观察来确认。在 SEM照片中，将看起来黑的部分判断为凹陷。
图3是对构成本发明的薄膜电容器用薄膜的电介质树脂薄膜的第1面进行了拍摄的SEM照片的一个例子。
在图3中，能够确认在电介质树脂薄膜10的第1面11存在凹陷41。
图4是对构成以往的薄膜电容器用薄膜的电介质树脂薄膜的第1面进行了拍摄的SEM照片的一个例子。
在图4中，能够确认在电介质树脂薄膜10a的第1面11不存在凹陷 41。
在本发明的薄膜电容器用薄膜中，其特征在于，在存在于电介质树脂薄膜的第1面的表面的凹陷之中，长径为30nm以上且800nm以下的第1 凹陷在每5μm×5μm的面积存在25个以上且125个以下。
第1凹陷的个数能够通过如下方式求出，即，用SEM以3万倍的倍率对电介质树脂薄膜的第1面的表面观察随机的位置，并在5μm×5μm的观察视野中对长径为30nm以上且800nm以下的凹陷的个数进行计数。
图5是示意性地示出测定凹陷的长径的方法的俯视图。
如图5所示，在从电介质树脂薄膜的厚度方向观察凹陷41时，将对角相距的距离最远的部位的长度作为凹陷41的长径D。在对后述的其它凹陷的长径进行测定的情况下也是同样的。
图6是示意性地示出本发明的薄膜电容器用薄膜的另一个例子的剖视图。
图6所示的薄膜电容器用薄膜1A由电介质树脂薄膜10A构成。在电介质树脂薄膜10A的第1面11的表面，作为第1凹陷而存在凹陷41A。另一方面，在电介质树脂薄膜10A的第2面12的表面，作为第2凹陷而存在凹陷42。
关于凹陷41A，除了与图2所示的凹陷41相同程度的大小的凹陷以外，还混合存在与凹陷42相同程度的大小的凹陷。另外，在电介质树脂薄膜10A的第1面11的表面，也可以作为第1凹陷而存在图2所示的凹陷41。
存在于电介质树脂薄膜的第2面的表面的凹陷能够通过利用扫描型电子显微镜(SEM)对电介质树脂薄膜的第2面的表面进行观察来确认。在 SEM照片中，将看起来黑的部分判断为凹陷。
图7是对构成本发明的薄膜电容器用薄膜的电介质树脂薄膜的第2面进行了拍摄的SEM照片的一个例子。
在图7中，能够确认在电介质树脂薄膜10A的第2面12存在凹陷42。
在本发明的薄膜电容器用薄膜中，优选地，在存在于电介质树脂薄膜的第2面的表面的凹陷之中，长径为100nm以上且800nm以下的第2凹陷在每13μm×13μm的面积存在3个以上且11个以下。
第2凹陷的个数能够通过如下方式来求出，即，用SEM以1万倍的倍率对电介质树脂薄膜的第2面的表面观察随机的位置，并在13μm×13μm 的观察视野中对长径为100nm以上且800nm以下的凹陷的个数进行计数。
在本发明的薄膜电容器用薄膜中，优选电介质树脂薄膜的玻璃化转变点为160℃以上且190℃以下。在该情况下，能够提高薄膜电容器的耐热性。
在本说明书中，所谓电介质树脂薄膜的玻璃化转变点，意味着如下的温度，即，在通过动态粘弹性测定装置(DMA)测定储能弹性模量和损耗弹性模量时，用损耗弹性模量/储能弹性模量来表示的损耗角正切(tanδ) 示出最大峰值。
在本发明的薄膜电容器用薄膜中，优选将电介质树脂薄膜在氮气气氛下加热到500℃时的热分解残留物重量(以下，也称为电介质树脂薄膜的热分解残留物重量)小于20重量％。在该情况下，电介质树脂薄膜容易热分解，因此能够作为自我修复性良好的薄膜电容器。更优选地，电介质树脂薄膜的热分解残留物重量小于10重量％。
在本说明书中，所谓电介质树脂薄膜的热分解残留物重量，意味着用差热式热重同时测定装置(TG-DTA)使电介质树脂薄膜在氮气气氛下以5℃/分钟的升温速度从室温升温至600℃而进行测定的、500℃的时候的残留物重量(％)。
在本发明的薄膜电容器用薄膜中，电介质树脂薄膜优选包含固化性树脂作为主成分。
在本说明书中，所谓“主成分”，意味着重量百分率最大的成分，优选地，意味着重量百分率超过50重量％的成分。因此，电介质树脂薄膜也可以作为主成分以外的成分而包含例如硅酮树脂等添加剂、后述的第1有机材料以及第2有机材料等起始材料的未固化部分。
固化性树脂既可以是热固化性树脂，也可以是光固化性树脂。
在本说明书中，所谓热固化性树脂，意味着能够通过热进行固化的树脂，并不限定固化方法。因此，只要是能够通过热进行固化的树脂，通过热以外的方法(例如，光、电子束等)进行固化的树脂也包含于热固化性树脂。此外，根据材料，存在通过材料自身具有的反应性而开始反应的情况，对于未必一定要从外部提供热或光等才可促进固化的材料，也作为热固化性树脂。关于光固化性树脂也是同样的，并不限定固化方法。
固化性树脂优选包含第1有机材料和第2有机材料的固化物。例如，可列举第1有机材料具有的羟基(OH基)和第2有机材料具有的异氰酸酯基(NCO基)进行反应而得到的固化物等。
在通过上述的反应而得到固化物的情况下，存在起始材料的未固化部分残留在薄膜中的情况。例如，电介质树脂薄膜也可以包含羟基以及异氰酸酯基中的至少一者。在该情况下，电介质树脂薄膜既可以包含羟基以及异氰酸酯基中的任一者，也可以包含羟基以及异氰酸酯基这两者。
另外，能够利用傅里叶变换红外分光光度计(FT-IR)来确认羟基和 /或异氰酸酯基的存在。
第1有机材料优选包含苯氧基树脂。
第2有机材料优选包含二苯基甲烷二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯改性体、或者它们的混合物，且优选包含4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯改性体、或者它们的混合物。
电介质树脂薄膜也可以包含用于附加其它功能的添加剂。例如，能够通过添加流平剂来赋予平滑性。添加剂更优选为如下的材料，即，具有与羟基和/或异氰酸酯基反应的官能团，形成固化物的交联构造的一部分。作为这样的材料，例如，可列举具有从包含羟基、环氧基、硅烷醇基以及羧基的组中选择的至少一种官能团的树脂等。
电介质树脂薄膜的厚度没有特别限定，但是优选为1μm以上且5μm 以下。
这里所说的电介质树脂薄膜的厚度意味着在表面不存在凹陷的位置测定的厚度。
另外，电介质树脂薄膜的厚度能够使用光学式膜厚计来测定。
本发明的薄膜电容器用薄膜通过在电介质树脂薄膜的第1面设置金属层而成为金属化薄膜，构成本发明的薄膜电容器。
图8是示意性地示出构成本发明的薄膜电容器的金属化薄膜的一个例子的剖视图。
图8所示的金属化薄膜30具备图2所示的电介质树脂薄膜10和设置在电介质树脂薄膜10的第1面的金属层20。如上所述，在电介质树脂薄膜10的第1面11的表面，作为第1凹陷而存在凹陷41。另一方面，在电介质树脂薄膜10的第2面12的表面，不存在凹陷41。进而，在金属层 20的表面，追随凹陷41而存在作为第3凹陷的凹陷43。
存在于金属层的表面的凹陷能够通过在设置有金属层的状态下利用扫描型电子显微镜(SEM)对电介质树脂薄膜的第1面的表面进行观察来确认。
在本发明的薄膜电容器中，在第1方式中，其特征在于，在存在于电介质树脂薄膜的第1面的表面的凹陷之中，长径为30nm以上且800nm以下的第1凹陷在每5μm×5μm的面积存在25个以上且125个以下。
通过在电介质树脂薄膜的第1面的表面存在长径为30nm以上且 800nm以下的第1凹陷，从而在对电介质树脂薄膜施加了热时，电介质树脂薄膜变得容易热分解。在薄膜电容器的使用中在电介质树脂薄膜的某处发生了绝缘击穿的情况下，电介质树脂薄膜由于流过该部分的电流而发热。若电介质树脂薄膜容易热分解，则电介质树脂薄膜因电流造成的发热而热分解，由此绝缘击穿的部分消失，电介质树脂薄膜的绝缘性恢复。因此，能够设为自我修复性良好的薄膜电容器。
在本发明的薄膜电容器中，在第1方式中，优选地，在金属层的表面，追随第1凹陷而在每5μm×5μm的面积存在25个以上且125个以下的长径为30nm以上且800nm以下的第3凹陷。
此外，在本发明的薄膜电容器中，在第2方式中，其特征在于，在电介质树脂薄膜的第1面的表面存在第1凹陷，在金属层的表面，追随第1 凹陷而在每5μm×5μm的面积存在25个以上且125个以下的长径为30nm 以上且800nm以下的第3凹陷。
通过在金属层的表面追随第1凹陷而存在长径为30nm以上且800nm 以下的第3凹陷，从而在对电介质树脂薄膜施加了热时，电介质树脂薄膜变得容易热分解。因此，能够设为自我修复性良好的薄膜电容器。
第3凹陷的个数能够通过如下方式来求出，即，在设置有金属层的状态下用SEM以3万倍的倍率对电介质树脂薄膜的第1面的表面观察随机的位置，并在5μm×5μm的观察视野中对长径为30nm以上且800nm以下的凹陷的个数进行计数。
以下，在不特别区分第1方式以及第2方式的情况下，简称为“本发明的薄膜电容器”。
图9是示意性地示出构成本发明的薄膜电容器的金属化薄膜的另一个例子的剖视图。
图9所示的金属化薄膜30A具备图6所示的电介质树脂薄膜10A和设置在电介质树脂薄膜10A的第1面的金属层20A。如上所述，在电介质树脂薄膜10A的第1面11的表面，作为第1凹陷而存在凹陷41A。另一方面，在电介质树脂薄膜10A的第2面12的表面，作为第2凹陷而存在凹陷42。进而，在金属层20A的表面，追随凹陷41A而存在作为第3凹陷的凹陷43A。
另外，在电介质树脂薄膜10A的第1面11的表面，也可以与图8同样地作为第1凹陷而存在凹陷41。在该情况下，在金属层20A的表面追随凹陷41而存在作为第3凹陷的凹陷43。
在本发明的薄膜电容器中，优选地，在存在于电介质树脂薄膜的第2 面的表面的凹陷之中，长径为100nm以上且800nm以下的第2凹陷在每 13μm×13μm的面积存在3个以上且11个以下。
通过在电介质树脂薄膜的第2面的表面存在长径为100nm以上且 800nm以下的第2凹陷，从而在电介质树脂薄膜的表面设置凹凸，摩擦系数变低，因此电介质树脂薄膜的滑动性提高。其结果是，与电介质树脂薄膜的表面平滑的情况相比，薄膜的搬送、卷绕等的操作性提高。
在本发明的薄膜电容器中，优选在金属层设置有熔断器部。
所谓熔断器部，意味着将成为对置电极的金属层分割为多个而成的电极部和电极部连接的部分。具有熔断器部的金属层的图案没有特别限定，例如，能够使用在日本特开2004-363431号公报、日本特开平5-251266 号公报等公开的电极图案。
图10是示意性地示出构成本发明的薄膜电容器的金属化薄膜的又一个例子的俯视图。
在图10所示的金属化薄膜30B中，在设置于电介质树脂薄膜10B的一个面的金属层20B设置有使电极的一部分变细的熔断器部21a和被绝缘狭缝21b划分的分割电极21c。
在本发明的薄膜电容器中，熔断器部优选在厚度方向上与第3凹陷重叠。
通过在与金属层的熔断器部重叠的位置存在第3凹陷，从而熔断器部进一步变细，因此能够提高绝缘击穿时的熔断器动作的可靠性。
例如，在图1所示的薄膜电容器100中，在第1金属层120以及第2 金属层150的双方设置有熔断器部的情况下，既可以是设置在双方的金属层的熔断器部在厚度方向上与第3凹陷重叠，也可以是设置在任一者的金属层的熔断器部在厚度方向上与第3凹陷重叠。此外，还可以是，在第1 金属层120以及第2金属层150中的任一者设置有熔断器部，且该熔断器部在厚度方向上与第3凹陷重叠。
在本发明的薄膜电容器中，作为金属层包含的金属的种类，例如，可列举铝或者锌等。
若构成金属层的材料为铝或者锌，则能够良好地保持与外部端子电极的接合性。
金属层的厚度没有特别限定，但是优选为5nm以上且50nm以下。
另外，金属层的厚度能够通过利用场发射型扫描电子显微镜(FE- SEM)等电子显微镜对将金属化薄膜在厚度方向上切断的剖面进行观察来确定。
[薄膜电容器用薄膜的制造方法]
以下，对本发明的薄膜电容器用薄膜的制造方法进行说明。
图11A、图11B、图11C以及图11D是示意性地示出图2所示的薄膜电容器用薄膜1的制造方法的一个例子的工序图。
首先，如图11A所示，在基材薄膜70的涂敷面涂敷树脂溶液15a。
作为基材薄膜70，例如能够使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚丙烯(PP)薄膜等。
树脂溶液15a例如通过如下方式制作，即，使上述的第1有机材料以及第2有机材料溶解于溶剂并进行混合，并根据需要添加添加剂。另外，在固化后的薄膜中也可以作为残留物而存在树脂溶液包含的溶剂。第1有机材料和第2有机材料的重量比率(第1有机材料/第2有机材料)优选为 50/50以上且75/25以下。
作为溶剂，优选使用包含甲基乙基酮(MEK)和四氢呋喃(THF)的混合溶剂。MEK和THF的重量比率(MEK/THF)优选为15/85以上且85/15 以下。
在将树脂溶液15a涂敷于基材薄膜70之后，优选在10秒以内吹热风而使溶剂干燥。由此，如图11B所示，树脂溶液15a的表面固化，在树脂溶液15a的表面形成覆膜15b。
若进一步继续干燥，则由于在树脂溶液15a的表面形成有覆膜15b，所以树脂溶液15a中的溶剂挥发而从内部排出，此时该气体的排出通道作为孔而残留。由此，如图11C所示，在作为干燥面侧的第1面11的表面形成凹陷41。在干燥后，通过热处理使树脂固化，形成电介质树脂薄膜 10。
然后，从基材薄膜70剥离电介质树脂薄膜10。由此，如图11D所示，得到在电介质树脂薄膜10的第1面11的表面存在凹陷41的薄膜电容器用薄膜1。
图12A、图12B以及图12C和图13A、图13B以及图13C是示意性地示出图6所示的薄膜电容器用薄膜1A的制造方法的一个例子的工序图。
首先，如图12A所示，在基材薄膜70A的涂敷面涂敷树脂溶液15a。
基材薄膜70A是在其内部以及表面具有二氧化硅粒子等粒子71的薄膜，在其两面附着有粒子71。基材薄膜70A优选为在聚丙烯薄膜中揉入了粒子71并在其两面附着有粒子71的薄膜。
作为粒子71，优选使用无机粒子，更优选使用二氧化硅粒子。粒子 71的平均粒径优选为0.1μm以上且0.4μm以下。
在将树脂溶液15a涂敷于基材薄膜70A之后，优选在10秒以内吹热风而使溶剂干燥。由此，如图12B所示，树脂溶液15a的表面固化，在树脂溶液15a的表面形成覆膜15b。
若进一步继续干燥，则由于在树脂溶液15a的表面形成有覆膜15b，所以树脂溶液15a中的溶剂挥发而从内部排出，此时该气体的排出通道作为孔而残留。由此，如图12C所示，在作为干燥面侧的第1面11的表面形成凹陷41。在干燥后，通过热处理使树脂固化，形成电介质树脂薄膜 10A。
接着，如图13A所示，进行将在基材薄膜70A上形成了电介质树脂薄膜10A的涂敷后薄膜卷起来的工序。在图13A中，用箭头示出了卷绕方向。
若将涂敷后薄膜卷起来，则相邻的基材薄膜70A与电介质树脂薄膜 10A的第1面11接触。由于基材薄膜70A在其两面附着有粒子71，所以粒子71也与电介质树脂薄膜10A的第1面11接触。
然后，将涂敷后薄膜与卷绕方向相反地转动而展开。由此，粒子71 的形状被转印到电介质树脂薄膜10A的第1面11。其结果是，如图13B 所示，在电介质树脂薄膜10A的第1面11的表面形成凹陷41A。
然后，从基材薄膜70A剥离电介质树脂薄膜10A。由此，粒子71的形状被转印到电介质树脂薄膜10A的第2面12。其结果是，如图13C所示，可得到在电介质树脂薄膜10A的第1面11的表面存在凹陷41A且在第2面12的表面存在凹陷42的薄膜电容器用薄膜1A。
在上述的例子中，在通过热处理使树脂固化而形成了电介质树脂薄膜 10A的状态下进行了将涂敷后薄膜卷起来的工序，但是也可以在直到溶剂干燥为止的状态下进行将涂敷后薄膜卷起来的工序。在该情况下，只要在将涂敷后薄膜与卷绕方向相反地转动而展开后，通过热处理使树脂固化而形成电介质树脂薄膜10A即可。
或者，也可以不进行图13A所示的将涂敷后薄膜卷起来的工序，而在形成了电介质树脂薄膜10A之后，从基材薄膜70A剥离电介质树脂薄膜 10A。在该情况下，可得到在电介质树脂薄膜10A的第1面11的表面存在凹陷41且在第2面12的表面存在凹陷42的薄膜电容器用薄膜。
此外，即使在使用基材薄膜70的情况下，也可以进行图13A所示的将涂敷后薄膜卷起来的工序。
[薄膜电容器的制造方法]
接下来，对本发明的薄膜电容器的制造方法进行说明。
首先，通过在本发明的薄膜电容器用薄膜的电介质树脂薄膜的第1面形成金属层，从而得到金属化薄膜。作为在电介质树脂薄膜的第1面形成金属层的方法，可列举蒸镀等方法。
例如，如图11C所示，通过在基材薄膜70形成了电介质树脂薄膜10 的状态下，对电介质树脂薄膜10的与基材薄膜70相反侧的面进行蒸镀等，从而能够在电介质树脂薄膜10的表面形成金属层20。像这样设置了金属层20的面成为电介质树脂薄膜10的第1面11，基材薄膜70侧的面成为电介质树脂薄膜10的第2面12。通过在上述工序后剥离基材薄膜70而得到的金属化薄膜是图8所示的金属化薄膜30。
或者，如图13B所示，通过在基材薄膜70A形成了电介质树脂薄膜 10A的状态下，对电介质树脂薄膜10A的与基材薄膜70A相反侧的面进行蒸镀等，从而能够在电介质树脂薄膜10A的表面形成金属层20A。像这样设置了金属层20A的面成为电介质树脂薄膜10A的第1面11，基材薄膜70A侧的面成为电介质树脂薄膜10A的第2面12。通过在上述工序后剥离基材薄膜70A而得到的金属化薄膜是图9所示的金属化薄膜30A。
此外，也可以在从基材薄膜剥离了电介质树脂薄膜之后，对电介质树脂薄膜的第1面进行金属层的形成。
将两片这样的金属化薄膜以在宽度方向上错开给定距离的状态重叠，然后进行卷绕，由此得到层叠体。也可以根据需要从与宽度方向垂直的方向夹住层叠体并压制为椭圆圆筒形状。
接下来，通过在层叠体的端面形成外部端子电极，从而得到如图1所示的薄膜电容器。作为在层叠体的端面形成外部端子电极的方法，可列举喷镀。
实施例
以下，示出更具体地公开了本发明的薄膜电容器以及薄膜电容器用薄膜的实施例。另外，本发明并非仅限定于这些实施例。
(实施例1)
[薄膜电容器用薄膜的制作]
使作为第1有机材料的苯氧基树脂和作为第2有机材料的4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)及其改性体的混合物溶解于甲基乙基酮 (MEK)和四氢呋喃(THF)的混合溶剂(MEK/THF＝85/15(重量比)) 并进行混合，进而，添加硅酮类表面调整剂BYK370(毕克化学(日本) 株式会社制造)而调配了涂敷组成物(树脂溶液)。第1有机材料和第2 有机材料的重量比率(第1有机材料/第2有机材料)设为70/30。
将该涂敷组成物涂敷在作为基材薄膜的PET薄膜上，在涂敷之后4.5 秒时吹70℃的热风而使溶剂干燥，形成了厚度为3μm的薄膜。在干燥后，将涂敷后薄膜卷起来。然后，将卷起来的涂敷后薄膜与卷绕方向相反地转动而展开，接下来，以150℃进行4小时的热处理而使电介质树脂薄膜固化。进而，从PET薄膜剥离电介质树脂薄膜，由此制作了实施例1的薄膜电容器用薄膜。与PET薄膜相反侧的面为第1面，PET薄膜侧的面为第2 面。
[薄膜电容器的制作]
通过与上述同样的方法，在PET薄膜上形成了薄膜电容器用薄膜。在薄膜电容器用薄膜的第1面蒸镀铝，使得成为20nm的厚度，然后从PET 薄膜剥离，由此得到了金属化薄膜。
接着，将剥离后的金属化薄膜以给定的宽度切断，然后在将两个金属化薄膜重叠的状态下，用卷绕机进行了卷绕。对得到的圆筒型卷绕体进行压制而设为椭圆形状，然后在端面对锌进行金属喷镀而形成端子电极，并使其与对置电极导通，从而制作了实施例1的薄膜电容器。
[自我修复性评价用试样的制作]
在实施例1的薄膜电容器的端子电极安装端子导体，然后对卷绕体进行树脂密封，从而制作了自我修复性评价用试样。
(实施例2)
作为基材薄膜而使用了在表面附着有平均粒径为0.1μm(粒径分布为 0.04μm以上且0.3μm以下)和平均粒径为0.4μm(粒径分布为0.2μm以上且0.6μm以下)的二氧化硅粒子的聚丙烯薄膜(Toray株式会社制造： TORAYFAN，12μm厚)，除此以外，与实施例1同样地制作了薄膜电容器用薄膜、薄膜电容器以及自我修复性评价用试样。
(比较例1)
使作为第1有机材料的聚乙烯醇乙酰缩醛(polyvinyl acetoacetal， PVAA)树脂和作为第2有机材料的甲苯二异氰酸酯(TDI)改性体溶解于MEK并进行混合，进而添加硅酮类表面调整剂BYK370而调配了涂敷组成物，除此以外，与实施例1同样地制作了薄膜电容器用薄膜、薄膜电容器以及自我修复性评价用试样。
(比较例2)
使作为热塑性树脂的聚芳酯(Unitika公司制造，UNIFINER)溶解于 THF而调配了涂敷组成物，除此以外，与实施例1同样地制作了薄膜电容器用薄膜、薄膜电容器以及自我修复性评价用试样。
(比较例3)
使作为第1有机材料的苯氧基树脂和作为第2有机材料的4，4’-MDI 及其改性体的混合物溶解于MEK并进行混合，进而添加硅酮类表面调整剂BYK370而调配了涂敷组成物。将该涂敷组成物涂敷在PET薄膜上，在涂敷之后11秒时吹70℃的热风而使溶剂干燥，除此以外，与实施例1 同样地制作了薄膜电容器用薄膜、薄膜电容器以及自我修复性评价用试样。
[玻璃化转变点]
对各实施例以及比较例的薄膜电容器用薄膜测定了玻璃化转变点。将上述的热固化后的薄膜从基材薄膜剥离，用动态粘弹性测定装置(TA Instruments公司制造的RSA-III)进行了玻璃化转变点的测定。测定条件为，以10℃/分钟的升温速度从室温升温至250℃，将测定频率设为10rad/ 秒，将张力(strain)设为0.1％，并根据损耗角正切(tanδ)求出。
[热分解残留物]
对各实施例以及比较例的薄膜电容器用薄膜测定了热分解残留物重量。将上述的热固化后的薄膜从基材薄膜剥离，用差热式热重同时测定装置在氮气气氛下以5℃/分钟的升温速度从室温升温至600℃，并测定了 500℃的时候的残留物的重量(％)。
[凹陷的个数]
对各实施例以及比较例的薄膜电容器用薄膜测定了存在于第1面以及第2面的表面的凹陷的个数。将上述的热固化后的薄膜从基材薄膜剥离，用SEM以3万倍的倍率对第1面进行观察，并在5μm×5μm(表1中，记载为“5μm□”)的观察视野中对长径为30nm以上且800nm以下的凹陷的个数进行了计数。用SEM以1万倍的倍率对第2面进行观察，并在 13μm×13μm(表1中，记载为“13μm□”)的观察视野中对长径为100nm 以上且800nm以下的凹陷的个数进行了计数。
此外，关于实施例1，对于从基材薄膜剥离的金属化薄膜的表面，也用SEM以3万倍的倍率进行了观察，并在5μm×5μm的观察视野中对长径为30nm以上且800nm以下的凹陷的个数进行了计数。其结果是，即使在蒸镀了金属层的状态下也能够在薄膜的第1面侧的表面确认到凹陷，且与存在于薄膜的第1面的表面的凹陷个数相同。
[自我修复性]
对于各实施例以及比较例的自我修复性评价用试样，在125℃施加 DC1500V并观察了电压的状态，并评价了是否即使在绝缘击穿时施加电压瞬间下降也会恢复到原来的施加电压。对于各5个试样，如果在全部的试样中都恢复，则将自我修复性评价为○(良)，如果在1个以上且4个以下的试样中恢复，则将自我修复性评价为Δ(可)，如果在全部的试样中都未恢复，则将自我修复性评价为×(不可)。
[表1]
Figure BDA0003428626110000171
如表1所示，在薄膜的第1面的表面存在长径为30nm以上且800nm 以下的凹陷的实施例1以及实施例2中，与比较例1～3相比，自我修复性优异。
此外，虽然在表1中未示出，但是在薄膜的第2面的表面存在长径为 100nm以上且800nm以下的凹陷的实施例2中，与实施例1相比，使薄膜彼此重叠时的滑动性提高。
另外，关于使薄膜彼此重叠时的滑动性，通过用以下的方法测定摩擦力来进行评价。
图14是用于说明对使薄膜彼此重叠时的摩擦力进行测定的方法的示意图。
将从基材剥离的薄膜211放置在支承台220上，使得第1面处于上方。接着，重叠从基材剥离的薄膜212，使得第2面与薄膜211的第1面相接。进而，在薄膜212上载置200g的砝码230。薄膜212和砝码230进行固定。将砝码230以150mm/分钟的速度水平地进行牵引，并用测力计240 (IMADA株式会社制造，数字测力计)对此时施加的力进行测定。
附图标记说明
1、1A：薄膜电容器用薄膜；
10、10A、10B、10a：电介质树脂薄膜；
11：电介质树脂薄膜的第1面；
12：电介质树脂薄膜的第2面；
15a：树脂溶液；
15b：覆膜；
20、20A、20B：金属层；
21a：熔断器部；
21b：绝缘狭缝；
21c：分割电极；
30、30A、30B：金属化薄膜；
41、41A、42、43、43A：凹陷；
70、70A：基材薄膜；
71：粒子；
100：薄膜电容器；
110：第1电介质树脂薄膜；
120：第1金属层；
130：第1金属化薄膜；
140：第2电介质树脂薄膜；
150：第2金属层；
160：第2金属化薄膜；
170：第1外部端子电极；
180：第2外部端子电极；
211、212：薄膜；
220：支承台；
230：砝码；
240：测力计；
D：凹陷的长径。

Claims (13)

1.一种薄膜电容器，具备：
电介质树脂薄膜，具有在厚度方向上相对的第1面以及第2面；以及
金属层，设置在所述电介质树脂薄膜的所述第1面，
其中，
在所述电介质树脂薄膜的所述第1面的表面，在每5μm×5μm的面积存在25个以上且125个以下的长径为30nm以上且800nm以下的第1凹陷。
2.根据权利要求1所述的薄膜电容器，其中，
在所述电介质树脂薄膜的所述第2面的表面，在每13μm×13μm的面积存在3个以上且11个以下的长径为100nm以上且800nm以下的第2凹陷。
3.根据权利要求1或2所述的薄膜电容器，其中，
在所述金属层的表面，追随所述第1凹陷，在每5μm×5μm的面积存在25个以上且125个以下的长径为30nm以上且800nm以下的第3凹陷。
4.根据权利要求3所述的薄膜电容器，其中，
在所述金属层设置有熔断器部，
所述熔断器部在所述厚度方向上与所述第3凹陷重叠。
5.一种薄膜电容器，具备：
电介质树脂薄膜，具有在厚度方向上相对的第1面以及第2面；以及
金属层，设置在所述电介质树脂薄膜的所述第1面，
其中，
在所述电介质树脂薄膜的所述第1面的表面存在第1凹陷，
在所述金属层的表面，追随所述第1凹陷，在每5μm×5μm的面积存在25个以上且125个以下的长径为30nm以上且800nm以下的第3凹陷。
6.根据权利要求5所述的薄膜电容器，其中，
在所述电介质树脂薄膜的所述第2面的表面，在每13μm×13μm的面积存在3个以上且11个以下的长径为100nm以上且800nm以下的第2凹陷。
7.根据权利要求5或6所述的薄膜电容器，其中，
在所述金属层设置有熔断器部，
所述熔断器部在所述厚度方向上与所述第3凹陷重叠。
8.根据权利要求1～7中的任一项所述的薄膜电容器，其中，
所述电介质树脂薄膜的玻璃化转变点为160℃以上且190℃以下，
将所述电介质树脂薄膜在氮气气氛下加热到500℃时的热分解残留物重量小于20重量％。
9.根据权利要求1～8中的任一项所述的薄膜电容器，其中，
所述电介质树脂薄膜包含固化性树脂作为主成分，所述固化性树脂包含第1有机材料和第2有机材料的固化物，
所述第1有机材料包含苯氧基树脂，
所述第2有机材料包含二苯基甲烷二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯改性体、或者它们的混合物。
10.一种薄膜电容器用薄膜，其中，
所述薄膜电容器用薄膜由具有在厚度方向上相对的第1面以及第2面的电介质树脂薄膜构成，
在所述电介质树脂薄膜的所述第1面的表面，在每5μm×5μm的面积存在25个以上且125个以下的长径为30nm以上且800nm以下的第1凹陷。
11.根据权利要求10所述的薄膜电容器用薄膜，其中，
在所述电介质树脂薄膜的所述第2面的表面，在每13μm×13μm的面积存在3个以上且11个以下的长径为100nm以上且800nm以下的第2凹陷。
12.根据权利要求10或11所述的薄膜电容器用薄膜，其中，
所述电介质树脂薄膜的玻璃化转变点为160℃以上且190℃以下，
将所述电介质树脂薄膜在氮气气氛下加热到500℃时的热分解残留物重量小于20重量％。
13.根据权利要求10～12中的任一项所述的薄膜电容器用薄膜，其中，
所述电介质树脂薄膜包含固化性树脂作为主成分，所述固化性树脂包含第1有机材料和第2有机材料的固化物，
所述第1有机材料包含苯氧基树脂，
所述第2有机材料包含二苯基甲烷二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯改性体、或者它们的混合物。
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