CN117652007A - 薄膜电容器 - Google Patents
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Abstract
薄膜电容器(1)具备电容器元件(10)。第1金属层(41)与第1外部电极(51)连接。第2金属层(42)与第2外部电极(52)连接。第1电介质薄膜(31)相对于第2电介质薄膜(32)向第1外部电极(51)侧突出，在厚度方向(T)上的层叠体(20)的外周部，第1突出宽度朝向厚度方向(T)上的层叠体(20)的最外周而变大。第2电介质薄膜(32)相对于第1电介质薄膜(31)向第2外部电极(52)侧突出，在厚度方向(T)上的层叠体(20)的外周部，第2突出宽度朝向厚度方向(T)上的层叠体(20)的最外周而变大。
Description
技术领域
本发明涉及薄膜电容器。
背景技术
作为电容器的一种，已知如下构造的薄膜电容器，即，使用具有挠性的薄膜作为电介质薄膜，并且配置了夹着薄膜相互对置的第1金属层以及第2金属层。构成薄膜电容器的电容器元件例如通过如下方式来制造，即，将形成有第1金属层的薄膜和形成有第2金属层的薄膜卷绕或者层叠而制作层叠体，然后在该层叠体的两个端面形成外部电极。
这样的薄膜电容器例如以用外装体覆盖了电容器元件的外周的状态使用。作为薄膜电容器的外装，一般情况下用环氧树脂等热固化性树脂被覆电容器元件、用填充了环氧树脂等热固化性树脂的壳体被覆电容器元件。作为壳体的材料，可使用聚苯硫醚等树脂。
在专利文献1公开了一种薄膜电容器，其具备将至少在单侧的表面形成有金属膜的第1薄膜构件和第2薄膜构件重叠而构成的金属化薄膜，卷绕该金属化薄膜而形成，并且在被卷绕的金属化薄膜的宽度方向上的两端分别连接有电极构件，其中，上述第1薄膜构件配置为相对于上述第2薄膜构件向宽度方向突出，从而构成为在上述被卷绕的金属化薄膜中第1突出端和第1没入端在层叠方向上反复，上述金属膜构成为在上述第1突出端的从上述第1没入端向宽度方向突出的部分露出。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-4916号公报
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1记载的薄膜电容器中，构成为第1突出端和第1没入端反复，由此变得容易向金属膜连接电极构件，因此使得能够在不对第1薄膜构件进行加工的情况下使金属化薄膜和电极构件的接触部分的机械强度提高。
然而，关于像在专利文献1记载的那样的薄膜电容器，并未设想反复低温状态以及高温状态地进行使用，若反复低温状态以及高温状态地进行使用，则反复收缩以及膨胀。像这样，若薄膜电容器反复收缩以及膨胀，则因为在层叠体包含的薄膜、外部电极、以及外装体之间热收缩率存在差异，所以在这3点接近的部位，热应力集中。因此，可以说，在使相对于应力负荷的可靠性提高的方面有改善的余地。
本发明是为了解决上述的问题而完成的，其目的在于，提供一种即使反复低温状态以及高温状态地进行使用也能够缓解热应力集中的部位的热应力的薄膜电容器。
用于解决问题的技术方案
本发明的薄膜电容器具备电容器元件。上述电容器元件具备：层叠体，具有在宽度方向上对置的第1端面以及第2端面；第1外部电极，与上述层叠体的上述第1端面连接；以及第2外部电极，与上述层叠体的上述第2端面连接。上述层叠体包含第1电介质薄膜、第2电介质薄膜、第1金属层、以及第2金属层。上述第1电介质薄膜具有在与上述宽度方向正交的厚度方向上对置的第1主面以及第2主面。上述第2电介质薄膜具有在上述厚度方向上对置的第3主面以及第4主面。在上述层叠体中，上述第1电介质薄膜的上述第2主面和上述第2电介质薄膜的上述第3主面在上述厚度方向上对置。上述第1金属层与上述第1外部电极连接。上述第2金属层与上述第2外部电极连接。在上述厚度方向上相邻的上述第1电介质薄膜以及上述第2电介质薄膜中，上述第1电介质薄膜相对于上述第2电介质薄膜向上述第1外部电极侧突出，在将上述第1电介质薄膜相对于上述第2电介质薄膜突出的上述宽度方向上的长度设为第1突出宽度时，在上述厚度方向上的上述层叠体的外周部，上述第1突出宽度比上述厚度方向上的上述层叠体的中央部大，并且朝向上述厚度方向上的上述层叠体的最外周而变大。在上述厚度方向上相邻的上述第1电介质薄膜以及上述第2电介质薄膜中，上述第2电介质薄膜相对于上述第1电介质薄膜向上述第2外部电极侧突出，在将上述第2电介质薄膜相对于上述第1电介质薄膜突出的上述宽度方向上的长度设为第2突出宽度时，在上述厚度方向上的上述层叠体的外周部，上述第2突出宽度比上述厚度方向上的上述层叠体的中央部大，并且朝向上述厚度方向上的上述层叠体的最外周而变大。
发明效果
根据本发明，能够提供一种即使反复低温状态以及高温状态地进行使用也能够缓解热应力集中的部位的热应力的薄膜电容器。
附图说明
图1是示出本发明的薄膜电容器的一个例子的剖视示意图。
图2是示出本发明的薄膜电容器的另一个例子的剖视示意图。
图3是示出构成本发明的薄膜电容器的电容器元件的一个例子的剖视示意图。
图4是关于本发明的薄膜电容器的制造方法的一个例子示出第1金属化薄膜的制作工序的立体示意图。
图5是关于本发明的薄膜电容器的制造方法的一个例子示出第2金属化薄膜的制作工序的立体示意图。
图6是关于本发明的薄膜电容器的制造方法的一个例子示出层叠体的制作工序的剖视示意图。
图7是示出对从图6中的第1薄膜卷盘将第1金属化薄膜开卷的样子进行俯视的状态的示意图。
图8是示出构成实施例1涉及的薄膜电容器的电容器元件的剖视示意图。
图9是示出构成参考例1涉及的薄膜电容器的电容器元件的剖视示意图。
图10是示出构成比较例1涉及的薄膜电容器的电容器元件的剖视示意图。
图11是示出构成比较例2涉及的薄膜电容器的电容器元件的剖视示意图。
图12是示出将实施例1涉及的薄膜电容器模型化并作为分析对象的薄膜电容器模型的一个例子的剖视示意图。
图13是示出实施例1的薄膜电容器模型的剖视示意图。
图14是示出参考例1的薄膜电容器模型的剖视示意图。
图15是示出比较例1的薄膜电容器模型的剖视示意图。
图16是示出比较例2的薄膜电容器模型的剖视示意图。
图17是示出将实施例1涉及的薄膜电容器模型化并作为分析对象的薄膜电容器模型的第1变形例的剖视示意图。
图18是示出将实施例1涉及的薄膜电容器模型化并作为分析对象的薄膜电容器模型的第2变形例的剖视示意图。
具体实施方式
以下，对本发明的薄膜电容器进行说明。另外，本发明并不限定于以下的结构，也可以在不变更本发明的主旨的范围内适当地进行变更。此外，将以下记载的各个优选的结构组合了多个的结构也还是本发明。
以下，作为本发明的薄膜电容器的一个例子，对将包含金属化薄膜的薄膜以层叠的状态进行卷绕而成的、所谓的卷绕型的薄膜电容器进行说明，其中，金属化薄膜在电介质薄膜的主面上设置有金属层。本发明的薄膜电容器也可以是将包含金属化薄膜的薄膜层叠而成的、所谓的层叠型的薄膜电容器，其中，金属化薄膜在电介质薄膜的主面上设置有金属层。
图1是示出本发明的薄膜电容器的一个例子的剖视示意图。
图1所示的薄膜电容器1具备电容器元件10。电容器元件10具备层叠体20、第1外部电极51、以及第2外部电极52。在图1中，在第1外部电极51电连接有第1引线61，在第2外部电极52电连接有第2引线62。
图1所示的薄膜电容器1还具备作为外装体的一个例子的外装树脂70。外装树脂70覆盖电容器元件10的外周。
图2是示出本发明的薄膜电容器的另一个例子的剖视示意图。
图2所示的薄膜电容器2具备电容器元件10。电容器元件10具备层叠体20、第1外部电极51、以及第2外部电极52。在图2中，在第1外部电极51电连接有第1引线61，在第2外部电极52电连接有第2引线62。
图2所示的薄膜电容器2还具备作为外装体的一个例子的填充树脂71以及外装壳体72。在与电容器元件10之间填充有填充树脂71的外装壳体72覆盖电容器元件10的外周。
作为外装树脂70或者填充树脂71的材料，例如，可使用环氧树脂、硅酮树脂、氨基甲酸乙酯树脂等热固化性树脂。对于环氧树脂的固化剂，也可以使用胺固化剂、咪唑固化剂。此外，对于外装树脂70或者填充树脂71，虽然也可以仅使用树脂，但是也可以以提高强度为目的而添加增强剂。对于增强剂，能够使用二氧化硅、矾土等。
作为外装壳体72的材料，例如，可使用聚苯硫醚(PPS)、液晶聚合物(LCP)等树脂。
在作为外装壳体72的材料而使用LCP的情况下，例如能够使用在骨架上具有对羟基安息香酸和6-羟基-2-萘甲酸基的LCP。此外，除了对羟基安息香酸和6-羟基-2-萘甲酸基以外，还能够使用利用苯酚、邻苯二甲酸、对苯二甲酸乙二醇酯等各种成分形成了缩聚物的LCP。
外装壳体72优选除了树脂以外还包含无机填充材料。在该情况下，外装壳体72包含的无机填充材料优选是熔点比LCP高的材料，进一步优选是熔点为680℃以上的材料。
无机填充材料的形态没有特别限定，例如，可列举纤维状或者板状等具有长尺寸方向的形态。这些无机填充材料也可以组合两种以上进行使用。
在本说明书中，所谓“纤维状”，意味着如下的状态，即，填充材料的长尺寸方向长度和垂直于长尺寸方向的剖面中的剖面直径的关系为长尺寸方向长度÷剖面直径≥5(即，纵横比为5∶1以上)。在此，剖面直径设为在剖面的外周上成为最长的两点间距离。在剖面直径在长尺寸方向上不同的情况下，在剖面直径变得最大的部位进行测定。此外，所谓“板状”，意味着如下的状态，即，投影面积变得最大的面的剖面直径和相对于该剖面垂直的方向上的最大高度的关系为剖面直径÷高度≥3。
无机填充材料优选为至少具有直径为5μm以上且长度为50μm以上的尺寸的无机填充材料。
作为无机填充材料，具体地，能够使用纤维状的玻璃填料、板状的滑石或者云母等材料。特别是，无机填充材料优选包含玻璃填料作为主成分。
包含树脂的外装壳体72例如能够通过注塑成型等方法来制造。
外装壳体72的外表面的表面自由能优选为34mN/m以上且40mN/m以下。在该情况下，能够利用粘合剂、粘接带等对外装壳体72的外表面以400N以上的粘接力牢固地固定追加的构件。此外，能够在外装壳体72的外表面用表面张力高的墨水对型号、特性等进行印字。
外装壳体72的外表面的表面自由能能够通过外装壳体72的组成(树脂种类、填料含有率)或者外装壳体72的注塑成型方法等进行变更。这些是一个例子，还能够通过其它方法来控制外装壳体72的外表面的表面自由能。
能够测定在外装壳体72上涂敷了液体时的润湿张力，作为外装壳体72的外表面的表面自由能。
外装壳体72的外表面的润湿张力的测定例如能够利用太平洋化学有限公司制造的Tension Checker TC-B-30～56(薄膜润湿张力检查笔)来进行。具体地，用上述的笔中的某个数值的笔在外装壳体72的外表面划出线，如果墨水的线不成为水滴且两秒钟不变，则判定外装壳体72的润湿张力与该笔的数值相同或者为该笔的数值以上。另一方面，在两秒左右发生了液膜的破裂或者整体发生了收缩的情况下，利用下一个具有低的数值的检查笔重复同样的判定，由此判定外装壳体72的润湿张力。
此外，粘合剂对外装壳体72的外表面的粘接力例如能够通过以下的方法来测定。在外装壳体72的外表面涂敷0.1g的Momentive公司制造的硅酮系粘合剂TSE322，然后将外装壳体72的涂敷了粘合剂的一侧压附于松下电工(株式会社)制造的玻璃环氧基板R-1705(厚度为1.6mm)。在80℃下进行两小时的热固化，然后利用Imada(株式会社)制造的数字测力计测定推压外装壳体72而剥离时的强度，由此能够测定粘合剂对外装壳体72的外表面的粘接力。
图3是示出构成本发明的薄膜电容器的电容器元件的一个例子的剖视示意图。
在本说明书中，如图3所示，将电容器元件中的厚度方向以及宽度方向分别设为由T以及W决定的方向。在此，厚度方向T和宽度方向W相互正交。
图3所示的电容器元件10具备层叠体20、第1外部电极51、以及第2外部电极52。
层叠体20具有在宽度方向W上对置的第1端面20a以及第2端面20b。
层叠体20是将第1金属化薄膜21和第2金属化薄膜22以在厚度方向T上层叠的状态进行卷绕而成的卷绕体。
在电容器元件10中，从低高度化的观点出发，优选地，在观察与层叠体20的卷轴方向(在图3中为宽度方向W)垂直的剖面时，层叠体20的剖面形状为扁平形状。更具体地，优选层叠体20的剖面形状被压制为像椭圆或者长圆那样的扁平形状，从而做成为厚度比层叠体20的剖面形状为正圆时小的形状。
关于是否被压制为层叠体的剖面形状成为扁平形状，例如，能够通过在层叠体是否存在压制痕迹来确认。
电容器元件10也可以具有圆柱状的卷绕轴。卷绕轴配置在卷绕状态的第1金属化薄膜21以及第2金属化薄膜22的中心轴上，成为卷绕第1金属化薄膜21以及第2金属化薄膜22时的卷轴。
第1金属化薄膜21包含第1电介质薄膜31和第1金属层41。
第1电介质薄膜31具有在厚度方向T上对置的第1主面31a以及第2主面31b。
第1金属层41设置在第1电介质薄膜31的第1主面31a上。更具体地，第1金属层41在第1电介质薄膜31的第1主面31a上设置为，在宽度方向W上，到达第1电介质薄膜31的一个侧缘，而不到达第1电介质薄膜31的另一个侧缘。
第2金属化薄膜22包含第2电介质薄膜32和第2金属层42。
第2电介质薄膜32具有在厚度方向T上对置的第3主面32a以及第4主面32b。
第2金属层42设置在第2电介质薄膜32的第3主面32a上。更具体地，第2金属层42在第2电介质薄膜32的第3主面32a上设置为，在宽度方向W上，不到达第2电介质薄膜32的一个侧缘，而到达第2电介质薄膜32的另一个侧缘。
在层叠体20中，在厚度方向T上相邻的第1金属化薄膜21和第2金属化薄膜22在宽度方向W上错开，使得第1金属层41中的到达第1电介质薄膜31的侧缘的一侧的端部在层叠体20的第1端面20a露出，第2金属层42中的到达第2电介质薄膜32的侧缘的一侧的端部在层叠体20的第2端面20b露出。也就是说，在厚度方向T上相邻的第1金属化薄膜21和第2金属化薄膜22中，第1金属化薄膜21相对于第2金属化薄膜22向第1外部电极51侧突出。此外，在厚度方向T上相邻的第1金属化薄膜21和第2金属化薄膜22中，第2金属化薄膜22相对于第1金属化薄膜21向第2外部电极52侧突出。在这样的状态下，第1金属层41与第1外部电极51连接，第2金属层42与第2外部电极52连接。此外，第1金属层41不与第2外部电极52连接，第2金属层42不与第1外部电极51连接。
在层叠体20中，在厚度方向T上相邻的第1金属化薄膜21和第2金属化薄膜22像上述的那样在宽度方向W上错开，因此在厚度方向T上相邻的第1电介质薄膜31和第2电介质薄膜32中，第1电介质薄膜31相对于第2电介质薄膜32向第1外部电极51侧突出。此外，在厚度方向T上相邻的第1电介质薄膜31和第2电介质薄膜32中，第2电介质薄膜32相对于第1电介质薄膜31向第2外部电极52侧突出。
层叠体20将第1金属化薄膜21和第2金属化薄膜22以在厚度方向T上层叠的状态进行卷绕而成，因此可以说在厚度方向T上依次包含第1电介质薄膜31、第1金属层41、第2电介质薄膜32、以及第2金属层42。此外，也可以说，层叠体20是将第1电介质薄膜31、第1金属层41、第2电介质薄膜32、以及第2金属层42以在厚度方向T上依次层叠的状态进行卷绕而成的卷绕体。
在层叠体20中，第1电介质薄膜31的第2主面31b和第2电介质薄膜32的第3主面32a在厚度方向T上对置。此外，第1电介质薄膜31的第1主面31a和第2电介质薄膜32的第4主面32b在厚度方向T上对置。像这样，在层叠体20中，第1金属化薄膜21和第2金属化薄膜22以在厚度方向T上层叠的状态被卷绕。换言之，在层叠体20中，第1金属化薄膜21和第2金属化薄膜22以在厚度方向T上层叠的状态被卷绕，使得第1金属化薄膜21成为第2金属化薄膜22的内侧，更具体地，第1金属层41成为第1电介质薄膜31的内侧，并且第2金属层42成为第2电介质薄膜32的内侧。也就是说，在层叠体20中，第1金属层41和第2金属层42夹着第1电介质薄膜31或者第2电介质薄膜32而相互对置。
在将第1电介质薄膜31相对于第2电介质薄膜32突出的宽度方向W上的长度设为第1突出宽度时，如图3所示，在厚度方向T上的层叠体20的外周部，第1突出宽度比厚度方向T上的层叠体20的中央部大，并且朝向厚度方向T上的层叠体20的最外周而变大。
此外，在将第2电介质薄膜32相对于第1电介质薄膜31突出的宽度方向W上的长度设为第2突出宽度时，如图3所示，在厚度方向T上的层叠体20的外周部，第2突出宽度比厚度方向T上的层叠体20的中央部大，并且朝向厚度方向T上的层叠体20的最外周而变大。
如上所述，在反复低温状态以及高温状态地使用薄膜电容器的情况下，因为在层叠体包含的薄膜、外部电极以及外装体之间热收缩率存在差异，所以在这3点接近的部位热应力集中。在本发明的薄膜电容器中，通过设为层叠体的外周部处的薄膜的突出宽度比层叠体的中央部大并且朝向层叠体的最外周而变大的形状，从而改善了薄膜和外部电极的接合形状。由此，能够缓解热应力集中的部位的热应力。
在厚度方向T上的层叠体20的中央部，第1突出宽度优选如图3所示是固定的，但是也可以具有50μm以下的高低差。同样地，在厚度方向T上的层叠体20的中央部，第2突出宽度优选如图3所示是固定的，但是也可以具有50μm以下的高低差。
在观察沿着厚度方向T以及宽度方向W的剖面时，将第1电介质薄膜31之中最靠近厚度方向T上的层叠体20的最外周并且第1突出宽度最大的第1电介质薄膜31的端部设为X1点，将离X1点最近并且第1突出宽度最小的第1电介质薄膜31的端部设为Y1点，此时，通过X1点和Y1点的直线与通过第1突出宽度最小的第1电介质薄膜31的端部彼此的直线所成的角度(在图3中，是θ1所示的角度，也称为第1俯仰角度θ1)优选为50°以上且80°以下。在该情况下，缓解X1点处的热应力的效果好。
在观察沿着厚度方向T以及宽度方向W的剖面时，将第1电介质薄膜31之中最靠近厚度方向T上的层叠体20的最外周并且第1突出宽度最大的第1电介质薄膜31的端部设为X1点，将离X1点最近并且第1突出宽度最小的第1电介质薄膜31的端部设为Y1点，此时，X1点与Y1点之间的宽度方向W上的长度(在图3中，是H1所示的长度，也称为第1俯仰高度H1)优选为第1外部电极51的外侧端部与X1点之间的宽度方向W上的长度(在图3中，是T1所示的长度，也称为第1电极厚度TI)的5％以上且50％以下。在该情况下，缓解X1点处的热应力的效果好。
最靠近厚度方向T上的层叠体20的最外周并且第1突出宽度最大的第1电介质薄膜31的第2主面31b可以如图3所示地被第1外部电极51覆盖，也可以不被第1外部电极51覆盖。换言之，在电容器元件10的外周被外装体覆盖的情况下，最靠近厚度方向T上的层叠体20的最外周并且第1突出宽度最大的第1电介质薄膜31的端部可以不与外装体接触，也可以与外装体接触。
在观察沿着厚度方向T以及宽度方向W的剖面时，将第2电介质薄膜32之中最靠近厚度方向T上的层叠体20的最外周并且第2突出宽度最大的第2电介质薄膜32的端部设为X2点，将离X2点最近并且第2突出宽度最小的第2电介质薄膜32的端部设为Y2点，此时，通过X2点和Y2点的直线与通过第2突出宽度最小的第2电介质薄膜32的端部彼此的直线所成的角度(在图3中，是θ2所示的角度，也称为第2俯仰角度θ2)优选为50°以上且80°以下。在该情况下，缓解X2点处的热应力的效果好。
在观察沿着厚度方向T以及宽度方向W的剖面时，将第2电介质薄膜32之中最靠近厚度方向T上的层叠体20的最外周并且第2突出宽度最大的第2电介质薄膜32的端部设为X2点，将离X2点最近并且第2突出宽度最小的第2电介质薄膜32的端部设为Y2点，此时，X2点与Y2点之间的宽度方向W上的长度(在图3中，是H2所示的长度，也称为第2俯仰高度H2)优选为第2外部电极52的外侧端部与X2点之间的宽度方向W上的长度(在图3中，是T2所示的长度，也称为第2电极厚度T2)的5％以上且50％以下。在该情况下，缓解X2点处的热应力的效果好。
最靠近厚度方向T上的层叠体20的最外周并且第2突出宽度最大的第2电介质薄膜32的第4主面32b可以如图3所示地被第2外部电极52覆盖，也可以不被第2外部电极52覆盖。换言之，在电容器元件10的外周被外装体覆盖的情况下，最靠近厚度方向T上的层叠体20的最外周并且第2突出宽度最大的第2电介质薄膜32的端部可以不与外装体接触，也可以与外装体接触。
第1电介质薄膜31的端部、第2电介质薄膜32的端部、第1外部电极51的外侧端部、以及第2外部电极52的外侧端部分别优选是平坦的，但是也可以具有50μm以下的高低差。
关于第1俯仰高度H1、第2俯仰高度H2、第1电极厚度T1以及第2电极厚度T2等长度，例如，能够通过旋转研磨机等制作图3所示的剖面，并利用具有测长功能的显微镜进行测定。
第1电介质薄膜31也可以包含固化性树脂作为主成分。
在本说明书中，主成分意味着重量百分率最高的成分，优选地，意味着重量百分率高于50重量％的成分。
固化性树脂可以为热固化性树脂，也可以为光固化性树脂。
在本说明书中，热固化性树脂意味着能够通过热进行固化的树脂，但是并不限定其固化方法。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)也能够固化的树脂也包含于热固化性树脂。此外，根据材料，存在由于材料自身具有的反应性而开始反应的情况，对于即使不一定从外部提供热等也进行固化的树脂，也称为热固化性树脂。对于光固化性树脂也是同样的，只要是能够通过光进行固化的树脂，就还包含通过光以外的方法(例如，热等)也能够固化的树脂。
固化性树脂优选包含具有羟基(OH基)的第1有机材料和具有异氰酸酯基(NCO基)的第2有机材料的固化物。在该情况下，固化性树脂包含具有第1有机材料的羟基和第2有机材料的异氰酸酯基反应而得到的氨基甲酸乙酯键的固化物。
关于第1电介质薄膜31中的氨基甲酸乙酯键的存在，能够通过利用傅里叶变换红外分光光度计(FT-IR)进行分析来确认。
在通过上述的反应而得到固化性树脂的情况下，有时起始材料的未固化部分会残留在第1电介质薄膜31中。例如，第1电介质薄膜31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，第1电介质薄膜31可以包含羟基以及异氰酸酯基中的一者，也可以包含羟基以及异氰酸酯基这两者。
关于第1电介质薄膜31中的羟基以及/或者异氰酸酯基的存在，能够通过利用FT-IR进行分析来确认。
作为第1有机材料，例如，可列举苯氧基树脂、聚乙烯醇缩乙醛(polyvinylacetoacetal)树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂等。
作为第1有机材料，可以共同使用多种有机材料。
作为第2有机材料，例如，可列举二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)等芳香族多异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)等脂肪族多异氰酸酯等。作为第2有机材料，可以使用这些多异氰酸酯中的至少一种的改性体，也可以使用这些多异氰酸酯中的至少一种和其改性体的混合物。
作为第2有机材料，也可以共同使用多种有机材料。
第1电介质薄膜31也可以包含热塑性树脂作为主成分。
作为热塑性树脂，例如，可列举聚丙烯、聚醚砜、聚醚酰亚胺、聚芳酯等。
第1电介质薄膜31也可以包含用于附加各种功能的添加剂。
作为添加剂，例如，可列举用于赋予平滑性的流平剂等。
添加剂优选具有与羟基以及/或者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。作为这样的添加剂，例如，可列举具有从包含羟基、环氧基、硅烷醇基、以及羧基的组选择的至少一种官能团的树脂等。
第2电介质薄膜32也与第1电介质薄膜31同样地，可以包含固化性树脂作为主成分，也可以包含热塑性树脂作为主成分。此外，第2电介质薄膜32也与第1电介质薄膜31同样地，也可以包含添加剂。
第1电介质薄膜31以及第2电介质薄膜32的组成可以相互不同，但是优选相互相同。
第1电介质薄膜31以及第2电介质薄膜32的厚度优选为1μm以上且10μm以下，更优选为3μm以上且5μm以下。
第1电介质薄膜31以及第2电介质薄膜32的厚度可以相互不同，但是优选相互相同。
关于第1电介质薄膜31以及第2电介质薄膜32的厚度，能够利用光学式膜厚计进行测定。
第1电介质薄膜31以及第2电介质薄膜32分别优选通过如下方式来制作，即，将包含如上所述的树脂材料的树脂溶液成型为薄膜状，然后通过热处理使其固化。
作为第1金属层41以及第2金属层42的构成材料，例如，可列举铝、锌、钛、镁、锡、镍等金属。
第1金属层41以及第2金属层42的组成可以相互不同，但是优选相互相同。
第1金属层41以及第2金属层42的厚度优选为5nm以上且40nm以下。
第1金属层41以及第2金属层42的厚度可以相互不同，但是优选相互相同。
关于第1金属层41的厚度，能够通过利用透射电子显微镜(TEM)对第1金属化薄膜21的厚度方向上的切断面进行观察来测定。关于第2金属层42的厚度，也能够与第1金属层41的厚度同样地进行测定。
第1金属层41以及第2金属层42分别优选通过在第1电介质薄膜31以及第2电介质薄膜32的主面蒸镀如上所述的金属而形成。
也可以在第1金属层41设置有熔断器部。设置在第1金属层41的熔断器部是在第1金属层41中将分割电极部和电极部连接的部分，其中，分割电极部是将与第2金属层42对置的部分分割为多个而成的，电极部是不与第2金属层42对置的部分。作为设置了熔断器部的第1金属层41的电极图案，例如，可列举在日本特开2004-363431号公报、日本特开平5-251266号公报等公开的电极图案。
与第1金属层41同样地，也可以在第2金属层42也设置有熔断器部。
第1外部电极51与层叠体20的第1端面20a连接。更具体地，第1外部电极51通过与在层叠体20的第1端面20a露出的第1金属层41的端部接触，从而与第1金属层41连接。另一方面，第1外部电极51不与第2金属层42连接。
第2外部电极52与层叠体20的第2端面20b连接。更具体地，第2外部电极52通过与在层叠体20的第2端面20b露出的第2金属层42的端部接触，从而与第2金属层42连接。另一方面，第2外部电极52不与第1金属层41连接。
作为第1外部电极51以及第2外部电极52的构成材料，例如，可列举锌、铝、锡、锌-铝合金等金属。
第1外部电极51以及第2外部电极52的组成可以相互不同，但是优选相互相同。
第1外部电极51以及第2外部电极52分别优选通过在层叠体20的第1端面20a以及第2端面20b喷镀如上所述的金属而形成。
电容器元件10例如可通过以下的方法来制造。
<金属化薄膜的制作工序>
图4是关于本发明的薄膜电容器的制造方法的一个例子示出第1金属化薄膜的制作工序的立体示意图。图5是关于本发明的薄膜电容器的制造方法的一个例子示出第2金属化薄膜的制作工序的立体示意图。
首先，例如，将上述的第1有机材料、第2有机材料、添加剂等混合，由此制作树脂溶液。然后，将得到的树脂溶液成型为薄膜状，然后通过热处理使其固化，由此制作如图4以及图5所示的第1电介质薄膜31以及第2电介质薄膜32。
接下来，如图4所示，在第1电介质薄膜31的第1主面31a，例如蒸镀铝、锌、钛、镁、锡、镍等金属而形成第1金属层41，由此制作第1金属化薄膜21。此时，将第1金属层41形成为，在宽度方向上，到达第1电介质薄膜31的一个侧缘，而不到达第1电介质薄膜31的另一个侧缘。
此外，如图5所示，在第2电介质薄膜32的第3主面32a，例如蒸镀铝、锌、钛、镁、锡、镍等金属而形成第2金属层42，由此制作第2金属化薄膜22。此时，将第2金属层42形成为，在宽度方向上，不到达第2电介质薄膜32的一个侧缘，而到达第2电介质薄膜32的另一个侧缘。
<层叠体的制作工序>
图6是关于本发明的薄膜电容器的制造方法的一个例子示出层叠体的制作工序的剖视示意图。
首先，如图6所示，准备在第1卷盘轴111卷绕有第1金属化薄膜21的第1薄膜卷盘101和在第2卷盘轴112卷绕有第2金属化薄膜22的第2薄膜卷盘102。
接下来，从第1薄膜卷盘101将第1金属化薄膜21开卷，从第2薄膜卷盘102将第2金属化薄膜22开卷。此时，将第1金属化薄膜21以及第2金属化薄膜22开卷，使得第1电介质薄膜31的第2主面31b和第2电介质薄膜32的第3主面32a对置。
然后，开卷的第1金属化薄膜21以及第2金属化薄膜22以在宽度方向上错开重叠的状态卷绕于卷绕轴200。
图7是示出对从图6中的第1薄膜卷盘将第1金属化薄膜开卷的样子进行俯视的状态的示意图。
如图7所示，在将第1金属化薄膜21开卷时，第1卷盘轴111能够在与开卷方向正交的宽度方向(双箭头所示的方向)上摇摆。通过第1卷盘轴111在宽度方向上摇摆，从而第1金属化薄膜21在相同的宽度方向上运动的同时被开卷。
在将第2金属化薄膜22开卷时也同样地，第2卷盘轴112能够在与开卷方向正交的宽度方向上摇摆。由此，第2金属化薄膜22在相同的宽度方向上运动的同时被开卷。
因此，在使第1卷盘轴111以及第2卷盘轴112摇摆时，调整摇摆定时、摇摆距离等摇摆条件，由此能够调整上述的第1突出宽度以及第2突出宽度。其结果是，能够以卷绕于卷绕轴200的状态制作具有如图3所示的构造的层叠体20。
此外，也能够通过与第1卷盘轴111以及第2卷盘轴112的摇摆条件相组合而对卷绕轴200的卷绕速度进行调整，从而调整第1突出宽度以及第2突出宽度。
另外，即便代替使第1卷盘轴111以及第2卷盘轴112在宽度方向上摇摆，而使卷绕轴200在宽度方向上摇摆，或者使移动辊在宽度方向上摇摆，也能够以卷绕于卷绕轴200的状态制作具有如图3所示的构造的层叠体20，其中，移动辊使第1金属化薄膜21以及第2金属化薄膜22移动。
然后，根据需要，也可以从与宽度方向正交的方向夹住得到的层叠体20并将其压制成椭圆圆筒形状。
<外部电极的形成工序>
在层叠体20的第1端面20a，例如喷镀锌、铝、锡、锌-铝合金等金属，由此形成图3所示的第1外部电极51，使得与第1金属层41连接。
此外，在层叠体20的第2端面20b，例如喷镀锌、铝、锡、锌-铝合金等金属，由此形成图3所示的第2外部电极52，使得与第2金属层42连接。
通过以上，可制造图3所示的电容器元件10。
然后，根据需要，也可以在得到的第1外部电极51以及第2外部电极52各自连接引线等导体端子，然后用外装体覆盖电容器元件10的外周。
通过以上，可制造图1所示的薄膜电容器1或者图2所示的薄膜电容器2。
实施例
以下，示出更具体地公开了本发明的薄膜电容器的实施例。另外，本发明并非仅限定于这些实施例。
图8是示出构成实施例1涉及的薄膜电容器的电容器元件的剖视示意图。图9是示出构成参考例1涉及的薄膜电容器的电容器元件的剖视示意图。图10是示出构成比较例1涉及的薄膜电容器的电容器元件的剖视示意图。图11是示出构成比较例2涉及的薄膜电容器的电容器元件的剖视示意图。
在实施例1、参考例1、比较例1以及比较例2中，将对薄膜电容器进行了模型化的薄膜电容器模型作为分析对象而进行了基于FEM(有限元法)的应力分析。
图12是示出将实施例1涉及的薄膜电容器模型化并作为分析对象的薄膜电容器模型的一个例子的剖视示意图。图13是示出实施例1的薄膜电容器模型的剖视示意图。
如图12所示，设为如下构造，即，薄膜部A以及外部电极部C的宽度设为30mm，厚度设为5mm，并用厚度为1mm的外装部B覆盖整体。将薄膜部A、外装部B以及外部电极部C接触的部位设为X1点，将离X1点最近并且薄膜部A的最低的点设为Y1点。
在图12中，第1俯仰角度θ1设为71°，第1俯仰高度H1设为1.5mm(第1俯仰高度H1相对于第1电极厚度T1之比设为30％)。
图14是示出参考例1的薄膜电容器模型的剖视示意图。图15是示出比较例1的薄膜电容器模型的剖视示意图。图16是示出比较例2的薄膜电容器模型的剖视示意图。
在实施例1、参考例1、比较例1以及比较例2的薄膜电容器模型中，薄膜部A由热固化性树脂薄膜(线膨胀系数：60×10-6/℃)构成，外装部B由环氧树脂(线膨胀系数：27×10-6/℃)构成，外部电极部C由Al-Zn电极(线膨胀系数：30.2×10-6/℃)构成。将热固化性树脂薄膜、环氧树脂以及Al-Zn电极的特性示于表1。
[表1]
对于实施例1、参考例1、比较例1以及比较例2的薄膜电容器模型，确认了使环境温度从25℃变为125℃时的、施加于X1点的最大热应力。进而，确认了施加于与X1点相反侧的X2点的最大热应力。将结果示于表2。
[表2]
| X1点 | X2点 | |
| 实施例1 | 6MPa | 6MPa |
| 参考例1 | 14MPa | 20MPa |
| 比较例1 | 47MPa | 47MPa |
| 比较例2 | 20MPa | 14MPa |
根据表2，在实施例1中，与参考例1、比较例1以及比较例2相比，缓解了X1点以及X2点处的热应力。
对于实施例1的薄膜电容器模型，将第1俯仰角度θ1以及第1俯仰高度H1变更为表3所示的值，并通过与上述同样的方法确认了施加于X1点以及X2点的最大热应力。以表2的参考例1为基准，如果施加于X1点以及X2点的最大热应力不足20MPa，则评价为“○”，如果为20MPa以上且不足25MPa，则评价为“Δ”。将结果示于表3。
[表3]
根据表3，在第1俯仰角度θ1、以及第1俯仰高度H1相对于第1电极厚度T1之比的给定的范围内，与表2的参考例1相比，缓解了施加于X1点以及X2点的热应力。
对于实施例1的薄膜电容器模型，代替热固化性树脂薄膜，使用作为热塑性树脂薄膜的聚丙烯薄膜(线膨胀系数：100×10-6/℃)构成了与表3相同的形状的薄膜电容器模型。将聚丙烯薄膜的特性示于表4。
[表4]
通过与上述同样的方法，确认了施加于X1点以及X2点的最大热应力。将结果示于表5。
[表5]
/>
根据表5，在第1俯仰角度θ]、以及第1俯仰高度H1相对于第1电极厚度T1之比的、表5所示的所有的范围内，与表2的参考例1相比，缓解了X1点以及X2点处的热应力。
图17是示出将实施例1涉及的薄膜电容器模型化并作为分析对象的薄膜电容器模型的第1变形例的剖视示意图。
在图17中，外部电极部C的厚度为5mm，第1俯仰角度θ1设为71°，第1俯仰高度H1设为2.5mm(第1俯仰高度H1相对于第1电极厚度T1之比设为50％)。在该情况下，X1点处的热应力为5.7MPa。与X1点相反侧的X2点处的热应力也为5.7MPa。
图18是示出将实施例1涉及的薄膜电容器模型化并作为分析对象的薄膜电容器模型的第2变形例的剖视示意图。
在图18中，外部电极部C的厚度为1mm，第1俯仰角度θ1设为71°，第1俯仰高度H1设为0.5mm(第1俯仰高度H1相对于第1电极厚度T1之比设为50％)。在该情况下，X1点处的热应力为5.7MPa。与X1点相反侧的X2点处的热应力也为5.7MPa。
根据以上，可认为，施加于X1点以及X2点的热应力依赖于第1俯仰角度θ1、以及第1俯仰高度H1相对于第1电极厚度T1之比。
附图标记说明
1、2：薄膜电容器；
10：电容器元件；
20：层叠体；
20a：层叠体的第1端面；
20b：层叠体的第2端面；
21：第1金属化薄膜；
22：第2金属化薄膜；
31：第1电介质薄膜；
31a：第1电介质薄膜的第1主面；
31b：第1电介质薄膜的第2主面；
32：第2电介质薄膜；
32a：第2电介质薄膜的第3主面；
32b：第2电介质薄膜的第4主面；
41：第1金属层；
42：第2金属层；
51：第1外部电极；
52：第2外部电极；
61：第1引线；
62：第2引线；
70：外装树脂(外装体)；
71：填充树脂(外装体)；
72：外装壳体(外装体)；
101：第1薄膜卷盘；
102：第2薄膜卷盘；
111：第1卷盘轴；
112：第2卷盘轴；
200：卷绕轴；
H1：第1俯仰高度；
H2：第2俯仰高度；
T1：第1电极厚度；
T2：第2电极厚度；
θ1：第1俯仰角度；
θ2：第2俯仰角度。
Claims (10)
1.一种薄膜电容器，具备电容器元件，其中，
所述电容器元件具备：层叠体，具有在宽度方向上对置的第1端面以及第2端面；第1外部电极，与所述层叠体的所述第1端面连接；以及第2外部电极，与所述层叠体的所述第2端面连接，
所述层叠体包含第1电介质薄膜、第2电介质薄膜、第1金属层、以及第2金属层，
所述第1电介质薄膜具有在与所述宽度方向正交的厚度方向上对置的第1主面以及第2主面，
所述第2电介质薄膜具有在所述厚度方向上对置的第3主面以及第4主面，
在所述层叠体中，所述第1电介质薄膜的所述第2主面和所述第2电介质薄膜的所述第3主面在所述厚度方向上对置，
所述第1金属层与所述第1外部电极连接，
所述第2金属层与所述第2外部电极连接，
在所述厚度方向上相邻的所述第1电介质薄膜以及所述第2电介质薄膜中，所述第1电介质薄膜相对于所述第2电介质薄膜向所述第1外部电极侧突出，
在将所述第1电介质薄膜相对于所述第2电介质薄膜突出的所述宽度方向上的长度设为第1突出宽度时，在所述厚度方向上的所述层叠体的外周部，所述第1突出宽度比所述厚度方向上的所述层叠体的中央部大，并且朝向所述厚度方向上的所述层叠体的最外周而变大，
在所述厚度方向上相邻的所述第1电介质薄膜以及所述第2电介质薄膜中，所述第2电介质薄膜相对于所述第1电介质薄膜向所述第2外部电极侧突出，
在将所述第2电介质薄膜相对于所述第1电介质薄膜突出的所述宽度方向上的长度设为第2突出宽度时，在所述厚度方向上的所述层叠体的外周部，所述第2突出宽度比所述厚度方向上的所述层叠体的中央部大，并且朝向所述厚度方向上的所述层叠体的最外周而变大。
2.根据权利要求1所述的薄膜电容器，其中，
在观察沿着所述厚度方向以及所述宽度方向的剖面时，将所述第1电介质薄膜之中最靠近所述厚度方向上的所述层叠体的最外周并且所述第1突出宽度最大的所述第1电介质薄膜的端部设为X1点，将离所述X1点最近并且所述第1突出宽度最小的所述第1电介质薄膜的端部设为Y1点，此时，通过所述X1点和所述Y1点的直线与通过所述第1突出宽度最小的所述第1电介质薄膜的端部彼此的直线所成的角度为50°以上且80°以下。
3.根据权利要求1或2所述的薄膜电容器，其中，
在观察沿着所述厚度方向以及所述宽度方向的剖面时，将所述第1电介质薄膜之中最靠近所述厚度方向上的所述层叠体的最外周并且所述第1突出宽度最大的所述第1电介质薄膜的端部设为X1点，将离所述X1点最近并且所述第1突出宽度最小的所述第1电介质薄膜的端部设为Y1点，此时，所述X1点与所述Y1点之间的所述宽度方向上的长度为所述第1外部电极的外侧端部与所述X1点之间的所述宽度方向上的长度的5％以上且50％以下。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的薄膜电容器，其中，
在观察沿着所述厚度方向以及所述宽度方向的剖面时，将所述第2电介质薄膜之中最靠近所述厚度方向上的所述层叠体的最外周并且所述第2突出宽度最大的所述第2电介质薄膜的端部设为X2点，将离所述X2点最近并且所述第2突出宽度最小的所述第2电介质薄膜的端部设为Y2点，此时，通过所述X2点和所述Y2点的直线与通过所述第2突出宽度最小的所述第2电介质薄膜的端部彼此的直线所成的角度为50°以上且80°以下。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的薄膜电容器，其中，
在观察沿着所述厚度方向以及所述宽度方向的剖面时，将所述第2电介质薄膜之中最靠近所述厚度方向上的所述层叠体的最外周并且所述第2突出宽度最大的所述第2电介质薄膜的端部设为X2点，将离所述X2点最近并且所述第2突出宽度最小的所述第2电介质薄膜的端部设为Y2点，此时，所述X2点与所述Y2点之间的所述宽度方向上的长度为所述第2外部电极的外侧端部与所述X2点之间的所述宽度方向上的长度的5％以上且50％以下。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的薄膜电容器，其中，
所述第1金属层不与所述第2外部电极连接，
所述第2金属层不与所述第1外部电极连接。
7.根据权利要求1～6中的任一项所述的薄膜电容器，其中，
所述第1金属层设置在所述第1电介质薄膜的所述第1主面上，
所述第2金属层设置在所述第2电介质薄膜的所述第3主面上。
8.根据权利要求1～7中的任一项所述的薄膜电容器，其中，
所述第1电介质薄膜以及所述第2电介质薄膜包含固化性树脂作为主成分。
9.根据权利要求1～7中的任一项所述的薄膜电容器，其中，
所述第1电介质薄膜以及所述第2电介质薄膜包含热塑性树脂作为主成分。
10.根据权利要求1～9中的任一项所述的薄膜电容器，其中，
还具备：外装体，覆盖所述电容器元件的外周。
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