JP2009277866A - フィルムコンデンサ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金属化フィルムが捲回または積層されてなるフィルムコンデンサにおいて、様々な静電容量のものを簡単且つ低コストで得られるようにする。
【解決手段】捲回または積層された金属化フィルム（19,19）同士の間の空気層（21）の厚み（ｄair）を、所望の静電容量が得られる所定の厚み（ｄair）になるように調整する。
【選択図】図２

Description

本発明は、金属化フィルムが捲回または積層されてなるフィルムコンデンサに関し、特に静電容量の異なるコンデンサを製造する際のコスト低減に係るものである。

従来より、金属化フィルムを捲回または積層してなるフィルムコンデンサが知られている。このようなフィルムコンデンサは、電子機器や電気機器等において、特に安定した電気特性を要する回路に多く用いられている。また、近年のフィルムコンデンサは、電解コンデンサと比較して低損失であり、信頼性にも優れているため、空調機やハイブリッド自動車等のインバータ回路の平滑コンデンサとしても利用されている。

上記フィルムコンデンサの構成としては、例えば特許文献１に開示されるように、金属化フィルムを捲回した状態で、該金属化フィルムの両端に溶融電極材料を付着させてメタリコン電極を形成し、該メタリコン電極に外部端子を接続したものなどが知られている。

また、上記特許文献１には開示されていないが、上記捲回された金属化フィルムを保護するために、該金属化フィルムの外周側を樹脂で封止したり、上記金属化フィルムをケース内に収容して該ケース内に樹脂を充填したりする構成も知られている。

ところで、フィルムコンデンサは、用途により様々な静電容量のものが要求されるため、要求される静電容量に応じて金属化フィルムの幅や長さ、材質などを変更して製作する必要がある。そのため、様々な静電容量のフィルムコンデンサを製造する場合には、静電容量ごとに異なる金属化フィルムを用意して製造装置のセッティング（構成や制御内容等）も変更しなければならず、製造コストがかかっていた。

特に、上記金属化フィルムがケース内に収容されて樹脂で封止される構成では、静電容量に応じて該金属化フィルムの大きさが異なると、様々なサイズのケースを用意しなければならず、量産効果が小さくなってコストアップの一因となってしまう。また、ケースを共通化するために、サイズの一番大きいフィルムに合わせてケースを製作すると、該ケース内に静電容量の小さいフィルムを収納した場合にはより多くの封止樹脂を充填する必要があり、コストアップにつながる。

これに対し、例えば特許文献２に開示されるように、重ね合わされる１対の金属化フィルムに形成される非蒸着部（マージン部）の幅や位置を調整することにより、該金属化フィルムの幅や長さ、材質等を変更することなく、金属化フィルムの対抗する電極の面積を変えて、所定の容量のコンデンサを得るようにしたものが考えられている。なお、この場合には、静電容量毎にマージン部の幅や位置が異なる金属化フィルムを用意するか、若しくは、金属化フィルムを巻回す前に、該金属化フィルムから蒸着金属膜を取り除いてマージン部を適宜、形成するトリミング工程が必要になる。
特開２００２−２８９４５９号公報 特開昭５８−１７８５１５号公報

しかしながら、上述のように、静電容量に応じて金属化フィルム上のマージン部を変更する方法であっても、コンデンサの容量ごとにマージン部の幅や位置の異なる複数の金属化フィルムを用意したり、静電容量に応じて上記マージン部を金属化フィルム上の所定位置に所定の幅で形成可能なトリミング装置を用いたりする必要があるため、複数のフィルムの在庫管理やトリミングのための工程増加によって、製造コストを効果的に低減できない可能性がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、金属化フィルムが捲回または積層されてなるフィルムコンデンサにおいて、様々な静電容量のものを簡単且つ低コストで得られるようにすることにある。

上記目的を達成するために、本発明に係るフィルムコンデンサ（11）では、フィルム体（19a）をＰＶＤＦよりも誘電率の高い材料によって形成し、金属化フィルム（19,19）同士の間に形成される空気層（21）の厚み（ｄair）を調整することで、所定の静電容量が得られるようにした。

具体的には、第１の発明は、フフィルム体（19a）の表面に金属膜（19b）が形成された金属化フィルム（19）を捲回または積層してなるフィルムコンデンサを対象とする。

そして、上記フィルム体（19a）は、ポリフッ化ビニリデン（PVDF）よりも誘電率の高い材料からなり、上記金属化フィルム（19,19）同士の間に形成される空気層（21）の厚み（ｄair）が、所望の静電容量が得られる所定の厚みになるように調整されているものとする。

この構成により、金属化フィルム（19）が捲回または積層された状態で該金属化フィルム（19,19）同士の間に形成される空気層（21）の厚み（ｄair）を変えることで、所望の静電容量を得ることができる。すなわち、フィルムコンデンサ（11）の内部には、上記金属化フィルム（19,19）の層とそれらの間に位置する空気層（21）とが存在し、該空気層（21）の厚み（ｄair）が大きいほどコンデンサ（11）の静電容量は低下し、該空気層（21）の厚み（ｄair）が小さいほど、コンデンサ（11）の静電容量は増加する。そのため、上記空気層（21）の厚み（ｄair）を調整することによって、フィルムコンデンサ（11）の静電容量を制御することができる。

しかも、上述のように、フィルム体（19a）に、従来、使われていたＰＶＤＦよりも誘電率の高い材料を用いることで、図３に示すように、上記空気層（21）の厚み（ｄair）の変化による静電容量の変化をより大きくすることができる。これにより、上記空気層（21）の厚み（ｄair）を変化させるだけで、金属化フィルム（19）の幅や長さ、材質等を変えることなく、すなわちコンデンサ（11）のサイズや構成を大きく変えることなく、該コンデンサ（11）の静電容量を大きく変化させることができ、必要に応じて様々な容量のコンデンサ（11）を容易に得ることができる。

第２の発明は、フィルム体（19a）の表面に金属膜（19b）が形成された金属化フィルム（19）を捲回または積層してなるフィルムコンデンサの製造方法を対象とする。

そして、上記フィルム体（19a）は、ポリフッ化ビニリデン（PVDF）よりも誘電率の高い材料からなり、上記金属化フィルム（19）を捲回または積層してフィルム層（20）を形成するフィルム層形成工程と、上記フィルム層形成工程の際若しくはその後に、要求される静電容量に応じて、上記金属化フィルム（19,19）同士の間に形成される空気層（21）の厚み（ｄair）を変化させる空気層調整工程と、を備えているものとする。

この方法により、フィルム層形成工程において金属化フィルム（19）を捲回または積層することによって該金属化フィルム（19,19）同士の間に形成される空気層（21）の厚み（ｄair）を、空気層調整工程で変化させて、所望の静電容量のフィルムコンデンサ（11）を得ることができる。したがって、上記金属化フィルム（19）の幅や長さ、材質等を変えることなく、すなわちコンデンサのサイズや構成を大きく変えることなく、様々な容量のコンデンサを容易に得ることができる。

上述の方法において、上記空気層調整工程は、上記フィルム層形成工程の際に、上記空気層（21）の厚み（ｄair）が、要求される静電容量に応じた所定の厚みになるように、上記金属化フィルム（19）に作用する張力を制御する工程であるのが好ましい（第３の発明）。

また、上記空気層調整工程は、上記フィルム層形成工程の後で、上記空気層（21）の厚み（ｄair）が、要求される静電容量に応じた所定の厚みになるように、上記フィルム層（20）を所定の圧力でプレスする工程であるのが好ましい（第４の発明）。

また、上記空気層調整工程は、上記フィルム層形成工程の後で、上記空気層（21）の厚み（ｄair）が、要求される静電容量に応じた所定の厚みになるように、上記フィルム層（20）を所定の温度条件下でプレスする工程であるのが好ましい（第５の発明）。

また、上記空気層調整工程は、上記フィルム層形成工程の際に、上記空気層（21）の厚み（ｄair）が、要求される静電容量に応じた所定の厚みになるように、押圧手段（31）によって上記金属化フィルム（19）を所定の圧力で該金属化フィルム（19）の積層方向へ押圧する工程であるのが好ましい（第６の発明）。

上記第３〜第６の発明のような方法によって金属化フィルム（19,19）同士の間に形成される空気層（21）の厚み（ｄair）を変化させて、要求される静電容量に応じた空気層（21）の厚み（ｄair）を容易に実現することができる。すなわち、上記第３〜第６の発明の方法によって、上記第２の発明の方法を容易に且つ確実に実現することができる。

第１の発明によれば、フィルム体（19a）をＰＶＤＦよりも誘電率の高い材料によって構成し、上記フィルム体（19a）の表面に金属膜（19b）が形成された金属化フィルム（19）を捲回または積層した状態で、該金属化フィルム（19,19）同士の間に形成される空気層（21）の厚み（ｄair）を、所定の静電容量が得られるような所定の厚み（ｄair）にしたため、金属化フィルム（19）のサイズや構成を大きく変更することなく、静電容量の異なるフィルムコンデンサ（11）を低コストで容易に得ることができる。

第２の発明によれば、フィルム体（19a）をＰＶＤＦよりも誘電率の高い材料によって構成し、フィルム層形成工程で上記フィルム体（19a）の表面に金属膜（19b）が形成された金属化フィルム（19）を捲回または積層してフィルム層（20）を形成するとともに、空気層調整工程で、要求される静電容量に応じて上記金属化フィルム（19,19）同士の間に形成される空気層（21）の厚み（ｄair）を調整するようにしたため、上記第１の発明の効果を有するフィルムコンデンサ（11）を容易に得ることができる。

第３〜第６の発明によれば、金属化フィルム（19,19）同士の間に形成される空気層（21）の厚み（ｄair）を調整する上記空気調整工程を実現できるため、上記第２の発明の効果を得ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

《実施形態１》
（全体構成）
本発明の実施形態に係るフィルムコンデンサ（11）は、図１に示すように、巻芯（13）に捲回されたコンデンサ素子（12）の両端部にメタリコン電極（14,15）が設けられたもので、例えばインバータ回路とコンバータ回路との間の平滑コンデンサ等に用いられる。

詳しくは、上記フィルムコンデンサ（11）は、コンデンサ素子（12）と、該コンデンサ素子（12）が捲回される巻芯（13）と、該コンデンサ素子（12）に設けられた２つのメタリコン電極（14,15）と、それらのメタリコン電極（14,15）にそれぞれ電気的に接続された外部端子（16,17）と、該コンデンサ素子（12）、巻芯（13）、メタリコン電極（14,15）及び外部端子（16,17）を封止するための封止樹脂（18）とを備えている。

上記コンデンサ素子（12）は、ＰＶＤＦよりも誘電率が高い誘電体フィルム、例えば、ＶｄＦ系ポリマー、チタン酸バリウム系酸化物粒子および／またはチタン酸ジルコン酸鉛系酸化物粒子、およびカップリング剤および／または界面活性剤を含む誘電体フィルムからなる帯状の絶縁フィルム（19a）（フィルム体）の片面にアルミニウム等の金属箔を蒸着させて金属膜（19b）を形成した金属化フィルム（19,19）を２枚重ね合わせてなるもので、上記巻芯（13）の外周面上に捲回されるように構成されている。このとき、上記２枚の金属化フィルム（19,19）は、図２に拡大して示すように、絶縁フィルム（19a）に対して金属膜（19b）が同じ側（図では上側）に位置するように重ね合わされている。また、上記２枚の金属化フィルム（19,19）は、巻芯（13）の軸方向にずれるように互いに重ね合わされた状態で、上記巻芯（13）上に捲回されている。こうすることで、捲回されたコンデンサ素子（12）における巻芯（13）の軸方向の一端部には、金属化フィルム（19,19）のうちの一方が、該軸方向の他端部には金属化フィルム（19,19）のうちの他方がはみ出した状態となっている（図示省略）。このように上記コンデンサ素子（12）を巻芯（13）上に捲回することにより、後述するようにフィルム層（20）が形成される。

上記巻芯（13）は、上記図１に示すように、円筒状の樹脂部材からなる。この巻芯（13）は、詳しくは後述するように、該巻芯（13）のコンデンサ素子（12）が捲回された状態でプレスされたときに、断面が略楕円形状に変形するような材質及び厚みで形成されている（図５参照）。

上記メタリコン電極（14,15）は、巻芯（13）上に捲回されて概略円柱状に形成されたコンデンサ素子（12）の軸方向両端部にそれぞれ設けられている。このメタリコン電極（14,15）は、それぞれ、コンデンサ素子（12）の軸方向端部に金属を溶射することによって形成されていて、該コンデンサ素子（12）の軸方向端部においてはみ出している金属化フィルム（19）とそれぞれ電気的に導通している。

上記外部端子（16,17）は、その基端部が巻芯（13）に対応する位置で、メタリコン電極（14,15）と電気的に接続されている。これらの外部端子（16,17）は、メタリコン電極（14,15）の径方向外方に向かって延びて、その先端部が上記封止樹脂（18）から外方に突出して基板（25）に接続されている。

上記封止樹脂（18）は、上記コンデンサ素子（12）の外周側、メタリコン電極（14,15）及び外部端子（16,17）の基端部を封止するように設けられている。すなわち、この封止樹脂（18）は、外部端子（16,17）の先端側を除いて、フィルムコンデンサ（11）の構成部品全体を覆うように設けられている。

なお、本実施形態に係るフィルムコンデンサ（11）は、封止樹脂（18）が外側に露出しているが、この限りではなく、捲回されたコンデンサ素子（12）をコンデンサケース内に収納して、該ケース内に封止樹脂（18）を充填したものであってもよい。

（フィルム層）
上述のとおり、絶縁フィルム（19a）の片面に金属膜（19b）を形成した金属化フィルム（19）を２枚重ね合わせてなるコンデンサ素子（12）を、上記巻芯（13）に捲回することによって、該巻芯（13）の外周上にはフィルム層（20）が形成される。

図２に示すように、上記フィルム層（20）は、上記２枚の金属化フィルム（19,19）を、絶縁フィルム（19a）に対して金属膜（19b）が同じ側（図では上側）に位置するように重ね合わされていて、それらの間には微小ではあるが空気層（21,21,…）が存在している。したがって、上記フィルム層（20）内では、上記金属化フィルム（19）と上記空気層（21）とがそれぞれ別の静電容量を有するコンデンサを構成していて、それらのコンデンサが直列に接続された状態となっている。

したがって、上述のように金属化フィルム（19,19）同士の間に空気層（21）が存在するフィルムコンデンサ（11）の静電容量Cは、空気層（21）がない状態のフィルムコンデンサの静電容量C0に対して、下式のような関係を有している。ここで、上記金属化フィルム（19）の比誘電率をε、該フィルム（19）の厚みをｄｆ、上記空気層（21）の誘電率を１、該空気層（21）の厚みをｄairとする。

C＝１／（１＋ε・ｄair／ｄｆ）×C0
上式から分かるように、上記空気層（21）の厚みｄairを変化させることによって、フィルムコンデンサ（11）の静電容量Cを変化させることができる。例えば、一般的に使用されている、ポリプロピレン（PP）やポリエチレンテフタレート（PET）などのフィルム材料はε＝３であるため、上式において、空気層（21）の厚みｄairを金属化フィルム（19）の厚みｄｆの１／３にすれば、コンデンサの静電容量が５０％増えることになる。

ところで、フィルムコンデンサは、従来より、様々なニーズに応えるために、静電容量が異なる様々な大きさのものが製造されている。フィルムコンデンサの場合、静電容量に応じて金属化フィルム（19）の幅や長さ、材質などを変更する必要があるため、様々な静電容量のフィルムコンデンサを製造しようとすると、複数のフィルムを用意する必要があるとともに該複数のフィルムをセッティングする工程も増えるため、製造コストがかかるという問題が発生する。また、従来より、上記金属化フィルム（19）の幅や長さ、材質などを変更しなくてもフィルムコンデンサの静電容量を変える方法として、重なり合う金属化フィルムにおいて、平面視で金属膜の重なる面積を変える方法も考えられているが、複数の種類の形状の金属膜が形成された金属化フィルム（19）を用意したり、該金属膜を形成するための装置が必要になるため、製造コストを十分に低減することは難しい。

さらに、コンデンサ素子（12）を捲回した状態でコンデンサケース内に収納し、該ケース内に封止樹脂（18）を充填する構成では、静電容量ごとにフィルムコンデンサ（11）の大きさが異なると、様々な種類のケースを用意しなければならず、また、該ケースを大きくして共通化を図ろうとすれば、ケース内に充填する封止樹脂（18）の量が増大して、コストが増加してしまう。

これに対し、本発明では、上述のように、空気層（21）の厚みｄairを変更することによってコンデンサ（11）の静電容量Cを変更可能な点に着目し、該空気層（21）の厚みｄairを制御することにより、所望の静電容量が得られるようにした。

ここで、一般的なフィルム材料（ε＝３）からなる金属化フィルム（19）を用いた場合、コンデンサの静電容量を５０％変化させようとすると、上述のように、金属化フィルム（19）の厚みｄｆに対して上記空気層ｄairを１／３の大きさに設定する必要があり、このような厚みの空気層ｄairをフィルムコンデンサ（11）内に形成することは現実的ではない。

この点を考慮して、本発明では、比誘電率の高いフィルム材料を用いることによって、空気層（21）の厚みｄairの変化量が小さくても、コンデンサ（11）の静電容量を大きく変化させることができるようにした。具体的には、図３に示すように、金属化フィルム（19）の厚みｄｆに対して空気層（21）の厚みｄairが厚くなればなるほど、静電容量が小さくなるが、この静電容量の変化は、比誘電率εの高いフィルム材料ほど、大きくなる。よって、本発明では、比誘電率εの高いフィルム材料を用いるのが好ましく、具体的には、現状のフィルム材料で最も比誘電率εの高いPVDF（ε＝１０）よりも比誘電率が大きいフィルム材料を用いるのが好ましい。なお、本発明に係るフィルムコンデンサ（11）でフィルム材料として使用している誘電体フィルム（ＶｄＦ系ポリマー、チタン酸バリウム系酸化物粒子および／またはチタン酸ジルコン酸鉛系酸化物粒子、およびカップリング剤および／または界面活性剤を含む）は、その比誘電率εが約４０であり、用いるフィルム材料は比誘電率が４０以上のフィルム材料が特に好ましい。

（製造方法）
次に、上述のような構成を有するフィルムコンデンサ（11）の製造方法について、以下で説明する。

まず、絶縁フィルム（19a）の片面に金属膜（19b）を設けた金属化フィルム（19）を形成する。この金属化フィルム（19）の形成方法は、従来の方法と同様であり、一般的な方法によって行われるため、詳しい説明は省略する。

そして、上記金属化フィルム（19）を２枚、重ね合わせる。このとき、２枚の金属化フィルム（19）は、それぞれ、絶縁フィルム（19a）に対して金属膜（19b）が同じ側に位置するように、重ね合わされる。

このように、２枚の金属化フィルム（19）を重ね合わせた後、その状態で円筒状の巻芯（13）の外周側に捲回する。この際、図４に示すように、上記金属化フィルム（19）が巻芯（13）上に捲回されるように、タッチローラー（31）（押圧手段）によって該金属化フィルム（19）をフィルム積層方向に押さえつける。これにより、上記巻芯（13）上に金属化フィルム（19）を均一且つ確実に巻き付けることができる。

上記巻芯（13）上に所定の長さの金属化フィルム（19）を捲回した後、該捲回された金属化フィルム（19）を、捲回されていない金属化フィルム（19）から分離させるように、金属化フィルム（19）をカットする。

その後、図５に示すように、上記巻芯（13）上に捲回された金属化フィルム（19）を、プレス部材（32,33）間に挟み込んで、プレスする。このときのプレスの圧力によってフィルムコンデンサ（11）の静電容量は、図６に示すように変化する。すなわち、上記プレス圧力を大きくすれば、上記金属化フィルム（19）間に形成される空気層（21）の厚みｄairを小さくして、コンデンサ（11）の静電容量を大きくすることができる。したがって、コンデンサ（11）に要求される静電容量に応じて、上記巻芯（13）に捲回された金属化フィルム（19）を所定の圧力でプレスする。

なお、上記図６の実験結果は、金属化フィルム（19）の厚みが５μｍ、金属化フィルム（19）の有効フィルム幅（平面視で金属膜が重なり合う幅）は２３ｍｍ及びターン数が４５４ターンで、理論容量が４９μＦのフィルムコンデンサを用いて、常温で行った実験結果（静電容量は、理論容量４９μＦを１とした場合の相対値で示している。図７〜９についても同様。）である。また、上記図６におけるプレス荷重は、上記金属化フィルム（19）の面積約３００mm2に対して付加する荷重である。

上述のようにプレスした後、上記金属化フィルム（19）の両端に金属を溶射してメタリコン電極（14,15）を形成し、該メタリコン電極（14,15）にそれぞれ外部端子（16,17）を取り付けた後、封止樹脂（18）によって、金属化フィルム（19）、メタリコン電極（14,15）及び外部端子（16,17）の基端側を封止する。

なお、上記コンデンサ素子（12）の外側をコンデンサケースによって覆う場合には、上記プレスされた金属化フィルム（19）の両端にメタリコン電極（14,15）を形成して、該メタリコン電極（14,15）に外部端子（16,17）を取り付けた後、上記コンデンサケース内に収納し、上記封止樹脂（18）を該ケース内に充填すればよい。

ここで、上記巻芯（13）上に金属化フィルム（19）を捲回する工程が、フィルム層形成工程に対応し、該巻芯（13）上に捲回された金属化フィルム（19）をプレスする工程が、空気層調整工程に対応する。

−実施形態１の効果−
以上より、この実施形態によれば、金属化フィルム（19,19）を捲回してなるフィルムコンデンサ（11）において、該金属化フィルム（19,19）同士の間に形成される空気層（21）の厚みｄairを制御して、上記フィルムコンデンサ（11）の静電容量を変化させるようにしたので、上記金属化フィルム（19）の幅や長さの寸法、材質などを変更することなく、すなわち、フィルムコンデンサ（11）のサイズや構成をほとんど変更することなく、該フィルムコンデンサ（11）の静電容量を容易に変更することができる。

具体的には、上記フィルムコンデンサ（11）を製造する際、金属化フィルム（19,19）を巻芯(13）に捲回した状態で、所定のプレス圧力によってプレスすることで、上記空気層（21）の厚みｄairを所定の寸法に調整して、所定の静電容量を得ることができるため、要求された静電容量を有するフィルムコンデンサ（11）を、低コスト且つ簡単な方法で得ることができる。

また、上述のように、上記空気層（21）の厚みｄairを制御することにより、フィルムコンデンサの大きさをほとんど変えることなく、静電容量を変化させることができるため、コンデンサ素子（12）の外側をコンデンサケースによって覆う構成の場合には、要求される静電容量によってケースのサイズを変更することなく、同じサイズのものを使用できるとともに、ケース内に充填する封止樹脂（18）の量が増大するのも防止できる。したがって、コンデンサ素子（12）がケース内に収容される構成において、様々な静電容量のコンデンサを製造する場合でも、製造コストの低減を図れる。

《実施形態２》
この実施形態２では、金属化フィルム（19,19）を巻芯（13）に捲回した状態でプレスする際のプレス温度を制御して、上記空気層（21）の厚みｄairを調整するようにしている。この点が、上記実施形態１とは異なるだけなので、該実施形態１と同一の部分には同一の符号を付して、異なる部分について以下で説明する。

具体的には、金属化フィルム（19,19）を巻芯（13）に捲回した状態でプレス部材（31,32）間に挟み込んでプレスする際に、プレス部材（31）の表面温度（以下、プレス温度ともいう）が所定の温度になるように制御する。

ここで、図７に示すように、上記プレス温度を変化させると、フィルムコンデンサ（11）の静電容量も変化する。これは、上記プレス温度を高温にすれば、上記金属化フィルム（19）が軟化して、該金属化フィルム（19,19）同士の密着性が良くなり、該金属化フィルム（19,19）同士の間に形成される空気層（21）の厚みｄairが小さくなるためと考えられる。なお、上記図７の実験結果は、上記実施形態１の図６における実験条件に加えて、プレス荷重を面積約３００mm2当たり９００ｋｇ付加した場合の結果である。

したがって、上記プレスを行う際に、上記プレス温度を、要求される静電容量に応じた空気層の厚みｄairとなるような所定の温度に設定することで、上記金属化フィルム（19）の幅や長さ、材質などを変更することなく、上記要求された静電容量を有するフィルムコンデンサ（11）を得ることができる。

なお、上記所定のプレス温度で上記巻芯（13）に捲回された金属化フィルム（19）をプレスする工程が、空気層調整工程に対応する。

−実施形態２の効果−
以上より、この実施形態によれば、金属化フィルム（19,19）を巻芯（13）に捲回した状態でプレスする際に、プレス温度を制御して、該金属化フィルム（19,19）同士の間に形成された空気層（21）の厚みｄairを調整するようにしたため、フィルムコンデンサ（11）のサイズや構成をほとんど変えることなく、低コストで且つ簡単な構成により静電容量の異なるコンデンサ（11）を容易に得ることが可能になる。

《実施形態３》
この実施形態３では、金属化フィルム（19,19）を巻芯（13）に捲回する際に、該金属化フィルム（19,19）に作用する張力を制御して、上記空気層（21）の厚みｄairを調整するようにしている。この点が、上記実施形態１とは異なるだけなので、該実施形態１と同一の部分には同一の符号を付して、異なる部分について以下で説明する。

具体的には、巻芯（13）の外周面上に金属化フィルム（19）を捲回する際に、該金属化フィルム（19,19）同士の間の空気層（21）が所定の厚みｄairとなるように、該金属化フィルム（19,19）を巻く際の張力を調整する。このように、上記金属化フィルム（19）の張力を調整する方法としては、例えば、該金属化フィルム（19）を巻く際に該金属化フィルム（19）に摺動抵抗となるものを押し付けて、巻芯（13）に捲回される金属化フィルム（19）の張力を調整する方法がある。これにより、上記巻芯（13）の外周面上に捲回される金属化フィルム（19,19）間の空気層（21）の厚みｄairを調整することができる。

上記金属化フィルム（19）に作用する張力と得られるフィルムコンデンサの静電容量との関係を図８に示す。この図８から分かるように、上記金属化フィルム（19）に作用する張力を大きくすれば、より大きな静電容量のフィルムコンデンサを得ることができる。これは、上記金属化フィルム（19）の張力が高い状態で、該金属化フィルム（19）を巻芯（13）上に捲回することにより、金属化フィルム（19,19）同士をより密着させることができ、これにより、金属化フィルム（19,19）間に形成される空気層（21）の厚みｄairを小さくしてコンデンサ（11）の静電容量を大きくすることができるからである。

なお、上記図８の実験結果は、上記実施形態１の図６の実験で用いたフィルムコンデンサと同じものを用いて、タッチローラー（31）の荷重を面積１００mm2当たり５００ｇ付加した場合の結果である。また、上記図８における張力は、捲回装置で設定した張力の値である。

ここで、上記金属化フィルム（19）に作用する張力を調整する工程が、空気層調整工程に対応する。

−実施形態３の効果−
以上より、この実施形態によれば、金属化フィルム（19）を巻芯（13）上に捲回する際に、該金属化フィルム（19）の張力を制御することにより、該巻芯（13）上に捲回された金属化フィルム（19,19）間に形成される空気層（21）の厚みｄairを調整するようにしたため、コンデンサのサイズや構成を大きく変えることなく、様々な静電容量のフィルムコンデンサ（11）を低コスト且つ簡単な構成によって得ることができる。

《実施形態４》
この実施形態４では、金属化フィルム（19,19）を巻芯（13）に巻き付ける際に該金属化フィルム（19）の表面に押し当てるタッチローラー（31）の押し付け圧力を制御して、上記空気層（21）の厚みｄairを調整するようにしている。この点が、上記実施形態１とは異なるだけなので、該実施形態１と同一の部分には同一の符号を付して、異なる部分について以下で説明する。

具体的には、巻芯（13）の外周面上に金属化フィルム（19）を捲回する際に、該金属化フィルム（19,19）同士の間の空気層（21）が所定の厚みｄairとなるように、上記タッチローラー（31）の金属化フィルム（19）に対する押し付け圧力を調整する。

上記タッチローラー（31）の押し付け圧力と得られるフィルムコンデンサの静電容量との関係を図９に示す。この図９から分かるように、上記金属化フィルム（19）に対するタッチローラー（31）の押し付け圧力を大きくすれば、より大きな静電容量のフィルムコンデンサを得ることができる。これは、上記タッチローラー（31）の押し付け圧力が大きい状態で、金属化フィルム（19）を巻芯（13）上に捲回することにより、該金属化フィルム（19,19）同士の間に形成される空気層（21）の厚みｄairが小さくなるように該金属化フィルム（19）を捲回することができ、フィルムコンデンサ（11）の静電容量を大きくすることができるからである。

なお、上記図９の実験結果は、上記実施形態１の図６の実験で用いたフィルムコンデンサと同じものを用いて、金属化フィルム（19）の張力を２００ｇで一定とした場合の結果である。また、上記図９におけるタッチローラー（31）の荷重は、面積１００mm2当たりに付加する荷重である。

ここで、上記タッチローラー（31）によって金属化フィルム（19）を押圧する工程が、空気層調整工程に対応する。

−実施形態４の効果−
以上より、この実施形態によれば、金属化フィルム（19）を巻芯（13）上に捲回する際に、該金属化フィルム（19）に対するタッチローラー（31）の押し付け圧力を制御することにより、該巻芯（13）上に捲回された金属化フィルム（19）同士の間に形成される空気層（21）の厚みｄairを調整するようにしたため、コンデンサのサイズや構成を大きく変えることなく、様々な静電容量のフィルムコンデンサ（11）を低コスト且つ簡単な構成によって得ることができる。

《その他の実施形態》
上記各実施形態については、以下のような構成としてもよい。

上記各実施形態では、フィルムコンデンサとして、ＶｄＦ系ポリマー、チタン酸バリウム系酸化物粒子および／またはチタン酸ジルコン酸鉛系酸化物粒子、およびカップリング剤および／または界面活性剤を含む誘電体フィルムを用いるようにしているが、これに限らず、比誘電率がＰＶＤＦ系の誘電体フィルムよりも大きいものであれば、どのようなフィルム材料であってもよい。

また、上記各実施形態では、要求される静電容量が得られるような条件（プレス圧力、プレス温度、フィルム張力、タッチローラー圧力）の所定値を求め、その所定値でフィルムコンデンサ（11）を製造するようにしているが、この限りではなく、例えば、上記フィルムコンデンサ（11）の静電容量を検出（若しくは予測）しつつ、上記条件を変化させることにより、要求される静電容量のフィルムコンデンサ（11）が確実に得られるようにしてもよい。

また、上記各実施形態では、巻芯（13）上に金属化フィルム（19）を捲回することにより、フィルムコンデンサ（11）を構成しているが、この限りではなく、該金属化フィルム（19）を積層することによりフィルムコンデンサを構成してもよい。

さらに、上記実施形態１、２では、巻芯（13）上に金属化フィルム（19）が捲回された状態で、プレス部材（32,33）によって所定の圧力、温度でプレスするようにしているが、この限りではなく、プレスする時間を所定の時間にして、金属化フィルム（19）同士の間の空気層（21）を調整することで、要求される静電容量のフィルムコンデンサが得られるようにしてもよい。

以上説明したように、本発明は、金属化フィルムが捲回もしくは積層されてなるフィルムコンデンサにおいて、様々な静電容量のものを製造する場合に特に有用である。

図１は、実施形態１に係るフィルムコンデンサの概略構成を示す縦断面図である。 図２は、フィルム層の拡大断面図である。 図３は、空気層の厚みと静電容量との関係を示すグラフである。 図４は、金属化フィルムを巻芯上に捲回している様子を示す模式図である。 図５は、巻芯上に金属化フィルムが捲回されたものをプレス部材によってプレスしている様子を示す模式図である。 図６は、プレス圧力と静電容量との関係を示すグラフである。 図７は、プレス温度と静電容量との関係を示すグラフである。 図８は、捲回時に金属化フィルムに作用する張力と静電容量との関係を示すグラフである。 図９は、タッチローラーの圧力と静電容量との関係を示すグラフである。

符号の説明

１１ フィルムコンデンサ
１２ コンデンサ素子
１３ 巻芯
１４ メタリコン電極
１５ メタリコン電極
１６ 外部端子
１７ 外部端子
１８ 封止樹脂
１９ 金属化フィルム
１９ａ 絶縁フィルム（フィルム体）
１９ｂ 金属膜
２０ フィルム層
２１ 空気層
２５ 基板
３１ タッチローラー（押圧手段）
３２ プレス部材
３３ プレス部材
ｄair 空気層の厚み
ｄf フィルムの厚み

Claims (6)

1. フィルム体（19a）の表面に金属膜（19b）が形成された金属化フィルム（19）を捲回または積層してなるフィルムコンデンサであって、
   上記フィルム体（19a）は、ポリフッ化ビニリデン（PVDF）よりも誘電率の高い材料からなり、
   上記金属化フィルム（19,19）同士の間に形成される空気層（21）の厚み（ｄair）が、所望の静電容量が得られる所定の厚みになるように調整されていることを特徴とするフィルムコンデンサ。
2. フィルム体（19a）の表面に金属膜（19b）が形成された金属化フィルム（19）を捲回または積層してなるフィルムコンデンサの製造方法であって、
   上記フィルム体（19a）は、ポリフッ化ビニリデン（PVDF）よりも誘電率の高い材料からなり、
   上記金属化フィルム（19）を捲回または積層してフィルム層（20）を形成するフィルム層形成工程と、
   上記フィルム層形成工程の際若しくはその後に、要求される静電容量に応じて、上記金属化フィルム（19,19）同士の間に形成される空気層（21）の厚み（ｄair）を変化させる空気層調整工程と、
   を備えていることを特徴とするフィルムコンデンサの製造方法。
3. 請求項２において、
   上記空気層調整工程は、上記フィルム層形成工程の際に、上記空気層（21）の厚み（ｄair）が、要求される静電容量に応じた所定の厚みになるように、上記金属化フィルム（19）に作用する張力を制御する工程であることを特徴とするフィルムコンデンサの製造方法。
4. 請求項２において、
   上記空気層調整工程は、上記フィルム層形成工程の後で、上記空気層（21）の厚み（ｄair）が、要求される静電容量に応じた所定の厚みになるように、上記フィルム層（20）を所定の圧力でプレスする工程であることを特徴とするフィルムコンデンサの製造方法。
5. 請求項２において、
   上記空気層調整工程は、上記フィルム層形成工程の後で、上記空気層（21）の厚み（ｄair）が、要求される静電容量に応じた所定の厚みになるように、上記フィルム層（20）を所定の温度条件下でプレスする工程であることを特徴とするフィルムコンデンサの製造方法。
6. 請求項２において、
   上記空気層調整工程は、上記フィルム層形成工程の際に、上記空気層（21）の厚み（ｄair）が、要求される静電容量に応じた所定の厚みになるように、押圧手段（31）によって上記金属化フィルム（19）を所定の圧力で該金属化フィルム（19）の積層方向へ押圧する工程であることを特徴とするフィルムコンデンサの製造方法。

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