JP2013207202A - フィルムコンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】 導体層中に静電容量の発現に寄与しない部分を設けることなく、誘電体フィルムが短絡した場合でも発炎や発火を抑制することができるフィルムコンデンサを提供する。
【解決手段】 誘電体フィルム５がセラミック粒子１１の含有量の異なる第１の領域５Ａおよび第２の領域５Ｂを有しており、第２の領域５Ｂは第１の領域５Ａよりもセラミック粒子１１の含有量が少なく、かつ第１の領域５Ａよりも幅ｗの狭い帯状を為しているとともに、第２の領域５Ｂが第１の領域５Ａを一対の外部電極３の方向に分断するように配置されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、樹脂中にセラミック粒子を含むフィルムコンデンサに関する。

フィルムコンデンサは誘電体フィルムの耐圧が高いことから、高い電圧のインバータ回路にも使用することが可能である。このためフィルムコンデンサを用いてインバータを高電圧化し効率を向上させることが可能になる。

上記のようなフィルムコンデンサの長所を生かして市場のニーズに対して期待に応えていくためには、これまでよりも薄い誘電体フィルムを用いることによってフィルムコンデンサを小型化し、信頼性や安全性をさらに高める必要がある。

小型化するためには、従来よりも薄いフィルムを使用しなければならないことから、金属を蒸着した誘電体フィルムの耐電圧（１μｍ当たりの耐圧）を増加させることが必要となる。

誘電体フィルムを薄くしていくと、フィルム中に電気的弱点部が存在する確率が増加する。このような弱点部があってもフィルムコンデンサとして正常に機能させるために、次のような２つの方法を用いることが一般的である。

一つは、蒸着膜の厚みを薄くし、自己回復（セルフヒーリング）性を向上させることである。自己回復性とは、ショート等で電気的弱点部に過大な電流が流れた際の発熱によって、弱点部周囲の蒸着膜が蒸発飛散し、瞬時に絶縁回復する現象のことである。この性質が鋭敏に働き、自己回復時のクリアリングエネルギーが比較的小さい場合は、弱点部から絶縁破壊が進行しにくいのでコンデンサに大きなダメージを与えることなく正常状態で使用し続けることができる。

もう一つは、導体層を蒸着によって形成する際に、パターン設計によって、非蒸着スリットを設けることにより、分割電極とそれらを接続するヒューズ部からなるパターンの導体層を形成することである（例えば、特許文献１を参照）。

図３は、従来のフィルムコンデンサを模式的に示す斜視図である。図中において、電極１０１には金属の蒸着されていない非蒸着部が非蒸着スリット１０３として形成されている。１０１ａは分割電極であり、近接する非蒸着スリット１０３によって形成されたヒューズ部１０１ｂを介して接続された状態となっている。

電極１０１に図１に示すようなパターンを採用すると、ショートした弱点部に向かって周りの分割電極１０１ａからもヒューズ部１０１ｂを通って過大な電流が流れ込み、その大きな電流によって分割電極１０５を接続しているヒューズ部１０１ｂが切れて全体のフィルムコンデンサから弱点部を有するコンデンサの部分を切り離すことができる。このようにしておくと、前述した自己回復作用が鋭敏に働かなかったとしても、弱点部を有するコンデンサの部分がヒューズ部１０１ｂの溶断によって瞬時に電気的に切り離されるので、フィルムコンデンサとして正常に使用し続けることができる。

ところが、実際には、短絡のエネルギーにより誘電体フィルム１０９（電極１０１が上下から挟持している部分）中の欠陥部周辺の電極１０１が蒸発、飛散しきれず、一方、誘電体フィルム１０９側も発熱による炭化が発生することで、電極１０１間が短絡し、発煙
や発火などが発生しやすいという問題があった。また、電極１０１が図１に示すようなパターン形状を有する場合には、電極１０１中に静電容量の発現に寄与しない部分（非蒸着スリット１０３）が形成されるため、フィルムコンデンサの静電容量が低下するという問題も有している。

特開２００４−８７６４８号公報

従って、本発明の目的は、導体層中に静電容量の発現に寄与しない部分を設けることなく、誘電体フィルムが短絡した場合でも発炎や発火を抑制することができるフィルムコンデンサを提供することを目的とする。

本発明のフィルムコンデンサは、樹脂中にセラミック粒子を有する長方形状を有してなる誘電体フィルムおよび該誘電体フィルムの主面を挟持するように設けられた導体層を有するコンデンサ本体と、該コンデンサ本体の対向する端面にて前記導体層と積層方向に交互に接続されている一対の外部電極と、を具備するフィルムコンデンサであって、前記誘電体フィルムは前記セラミック粒子の含有量の異なる第１の領域および第２の領域を有しており、前記第２の領域は前記第１の領域よりも前記セラミック粒子の含有量が少なく、かつ前記第１の領域よりも幅の狭い帯状を為しているとともに、前記第２の領域が前記第１の領域を一対の前記外部電極の方向に分断するように配置されていることを特徴とする。

本発明のフィルムコンデンサによれば、導体層中に静電容量の発現に寄与しない部分が設けられていないため、高い静電容量を得ることができるとともに、誘電体フィルムが短絡した場合でも発炎や発火を抑制することができる。

（ａ）は本発明のフィルムコンデンサの一実施形態を模式的に透視した斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 誘電体フィルムの製造方法を示す模式図である。 従来のフィルムコンデンサを模式的に示す斜視図である。

図１（ａ）は、本発明のフィルムコンデンサの一実施形態を模式的に透視した斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

本実施形態のフィルムコンデンサは、コンデンサ本体１の対向する端面に一対の外部電極３が設けられた構成を有している。この場合、コンデンサ本体１のサイズは適宜に設定されてもよいが、例えば、１辺が２〜１０数ミリであることが望ましい。外部電極３は、図１（ａ）に示しているように、例えば、コンデンサ本体１の端面を覆う形状（本実施形態では矩形）とされており、例えば、Ｓｎ、Ｚｎ若しくはＳｎ−Ｚｎ合金等の金属により形成されている。さらに、外部電極３にはリードが接合されていてもよい。また、コンデンサ本体１および外部電極３の表面にはこれを覆う外装部が形成されてもよく、この場合、エポキシ樹脂等の絶縁性材料により形成されていることが望ましい。

コンデンサ本体１は、長方形状を有してなる誘電体フィルム５と、その誘電体フィルム５の主面を挟持するように設けられた導体層７とを有するものである。図１（ａ）（ｂ）では、誘電体フィルム５が１層の場合を示しているが、積層数はこれに限定されるものではなく、例えば、１００〜１０００層にも及ぶ多層型のフィルムコンデンサにも適用することが可能である。また、誘電体フィルム５が長尺状である場合には、巻回された構造のフィルムコンデンサにも適用することができる。

誘電体フィルム５の平均厚みｔは、印加される電圧および要求される容量等に応じて適宜に設定されてよいが、多層化により静電容量を高められるという理由から、例えば、３〜２０μｍであることが望ましい。

本実施形態のフィルムコンデンサを構成する誘電体フィルム５は、樹脂９中にセラミック粒子１１を有するものであるが、本実施形態のフィルムコンデンサを構成する誘電体フィルム５は、セラミック粒子１１の含有量の異なる第１の領域５Ａおよび第２の領域５Ｂを有しており、第２の領域５Ｂは第１の領域５Ａよりもセラミック粒子１１の含有量が少ないものである。また、第２の領域５Ｂは第１の領域５Ａよりも幅ｗが狭く帯状を為しており、第２の領域５Ｂが第１の領域５Ａを一対の外部電極３の方向に分断するように配置されている。

誘電体フィルム５中にセラミック粒子１１の含有量の少ない領域（第２の領域５Ｂ）と、これよりもセラミック粒子１１の多い領域（第１の領域５Ａ）とが共存する場合、セラミック粒子１１の少ない第２の領域５Ｂは、セラミック粒子１１の多い第１の領域５Ａよりもセラミック粒子１１の少ない分だけ熱伝導性が低下する。このため短絡などによって誘電体フィルム５内に電流が流れた場合、第２の領域５Ｂは第１の領域５Ａよりも発熱しやすくなる。第２の領域５Ｂはその周囲にある第１の領域５Ａよりも部分的に発熱量が高くなるために、誘電体フィルム５を覆っている導体層７も第２の領域５Ｂを覆っている部分の導体層７Ｂの方がその周囲の第１の領域５Ａを覆っている部分の導体層７Ａ側よりも加熱される。その結果、第２の領域５Ｂを覆っている導体層７Ｂが部分的に焼失しやすいことから、誘電体フィルム５の絶縁性を回復することが可能となる。このため誘電体フィルム５中に短絡した箇所が発生したとしても、誘電体フィルム５の絶縁破壊が進行し難いために、フィルムコンデンサに大きなダメージを与えることがなく、正常な状態で使用し続けることができる。

また、このフィルムコンデンサでは、従来のフィルムコンデンサとは異なり、導体層７に金属の非蒸着スリットより形成されるヒューズ部を形成するものではないために、導体層７に、静電容量に寄与するための有効面積を最大に確保することができ、その結果、高い静電容量を得ることができる。

この誘電体フィルム５では、第２の領域５Ｂは、その厚みが第１の領域５Ａとほぼ同じであり、図１（ａ）（ｂ）に示すように、誘電体フィルム５において、対向する外部電極３の方向に、第１の領域５Ａ、第２の領域５Ｂおよび第１の領域５Ａがこの順に並んでいる構成となっている。この場合、第２の領域５Ｂの幅ｗは誘電体フィルム５の長さ（対向する外部電極３の方向の長さ）Ｗ_０の１／１００〜１／５０であることが望ましい。

また、この第２の領域５Ｂは、誘電体フィルム５の対向する外部電極３の方向においてほぼ中央部に配置されていることが望ましい。第２の領域５Ｂが誘電体フィルム５の対向する外部電極３の方向においてほぼ中央部に配置されていると、第２の領域５Ｂをカバーしている導体層７がこの部分で蒸発し、外部電極３との接続ができなくなっても、誘電体フィルム５を覆っている導体層７の約半分とは対向する外部電極３間で電気的な接続が維持されるため、静電容量の低下を小さくすることができる。仮に、第２の領域５Ｂが外部
電極３に近いところに形成されていた場合には、誘電体フィルム５の短絡した箇所によっては、面積の広い導体層７の方が機能しなくなるおそれがあり、その結果、静電容量の低下が大きくなるからである。

また、このフィルムコンデンサでは、第２の領域５Ｂの熱拡散係数をαとし、第２の領域５Ｂを覆っている導体層７が溶断するのに必要な時間をｄとしたときに、次式Ｌ＝（α×ｄ）^１／２から得られる熱伝達距離Ｌと誘電体フィルム５の平均厚みｔとが、ｔ＞Ｌの関係を有することが望ましい。誘電体フィルム５において、例えば、熱伝導性に大きく寄与しているセラミック粒子１１の割合を調整することにより、その誘電体フィルム５の厚み方向における単位時間当たりの熱伝達距離Ｌが決まるが、この場合、セラミック粒子１１の体積割合が低いほど熱伝達距離Ｌは短くなる。熱伝達距離Ｌが小さいということは熱が伝わり難いことを意味している。この点で、第２の領域５Ｂの熱伝達距離Ｌが第１の領域５Ａ側の熱伝達距離Ｌよりも小さいことが望ましく、特に、第２の領域５Ｂの熱伝達距離Ｌが誘電体フィルム５の平均厚みｔよりも小さいことが望ましい。上記の関係式から導かれる第２の領域５Ｂの熱伝達距離Ｌが誘電体フィルム５の平均厚みｔよりも小さくなるような場合には、第１の領域５Ａと比較したときに、第２の領域５Ｂの発熱量が高くなり、誘電体フィルム５の両面に配置された導体層７間での発熱量に大きな差を生じさせることができ、こうして第２の領域５Ｂのヒューズ機能をより向上させることが可能となる。

ここで、熱伝達距離Ｌは以下の関係から求められる。誘電体フィルム５を構成する樹脂９の熱拡散係数α_１［ｍ^２／ｓｅｃ．］は、樹脂９の熱伝導率をｋ_１［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］、密度をρ_１［ｋｇ／ｍ^３］、比熱をｃ_１［Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）］としたときに、α_１［ｍ^２／ｓｅｃ．］＝ｋ_１／（ρ_１×ｃ_１）で表される。

一方、セラミック粒子１１の熱拡散係数α_２［ｍ^２／ｓｅｃ．］は、セラミック粒子１１の熱伝導率をｋ_２［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］、密度をρ_２［ｋｇ／ｍ^３］、比熱をｃ_２［Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）］としたときに、α_２［ｍ^２／ｓｅｃ．］＝ｋ_２／（ρ_２×ｃ_２）で表される。

誘電体フィルム５中に含まれる樹脂９の体積分率をｖ_１、セラミック粒子の体積分率をｖ_２とすると、誘電体フィルム５の熱拡散係数αは、α＝（α_１×ｖ_１）＋（α_２×ｖ_２）によって表される。熱伝達距離Ｌ［ｍ］は、Ｌ＝（α×ｄ）^１／２で表されることから、誘電体フィルム５（または第１の領域５Ａもしくは第２の領域５Ｂ）の熱拡散係数αと導体層７が溶断するのに必要な時間ｄとから熱伝達距離Ｌ求めることができる。

誘電体フィルム５に含ませるセラミック粒子１１としては、アルミナ、シリカ、ジルコニアなど、樹脂９よりも比誘電率の高いセラミック粒子１１を適用することが好ましいが、誘電体フィルム５の誘電損失を小さくできるという点で、比誘電率が６以下のセラミック粒子１１が好適であり、この点でシリカが好ましい。

このフィルムコンデンサにおいて、誘電体フィルム５を構成する第１の領域５Ａおよび第２の領域５Ｂのそれぞれにおけるセラミック粒子１１の含有量は、第１の領域５Ａが４０〜６０体積％、第２の領域５Ｂが０〜２０体積％であることが望ましいが、誘電体フィルム５の全体の比誘電率および耐電圧を高められるという理由から、第２の領域５Ｂにおけるセラミック粒子１１の含有量は１０〜１５体積％であることがより好ましい。この場合、誘電体フィルム５が通電状態に至った際に、第１の領域５Ａに比較して、第２の領域５Ｂを発熱し易くするという点で、第１の領域５Ａと第２の領域５Ｂとの間のセラミック粒子１１の含有量の差が３５体積％以上であることが望ましい。

また、この誘電体フィルム５において第１の領域５Ａは、挟持されている導体層７間に
おいて誘電体フィルム５の厚み方向における熱伝導性を高めるという理由から、セラミック粒子１１がネック部などを介して接触していることが望ましく、特に、セラミック粒子１１が導体層７間を繋ぐように連結されていることが望ましい。

一方、第２の領域５Ｂは、この領域が第１の領域５Ａよりも部分的に発熱しやすいように、連結されたセラミック粒子１１が少なくなっていることが望ましく、さらには、第２の領域５Ｂに含まれるセラミック粒子１１の平均粒径が第１の領域５Ａに含まれるセラミック粒子１１の平均粒径よりも小さいことが望ましい。なお、この誘電体フィルム５に含まれるセラミック粒子１１のサイズは誘電体フィルム５の平均厚みの１／２００〜１／５０であることが望ましく、具体的には、誘電体フィルム５の厚みにもよるが３０〜５００ｎｍであることが望ましい。

誘電体フィルム５に含まれるセラミック粒子１１の存在状態の確認および粒径の測定は、例えば、誘電体フィルムの研磨面若しくは破断面をＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）によって適宜な倍率（例えば３００００倍）で撮像して得られるＳＥＩ（二次電子像）及び／又はＢＥＩ（反射電子像）を用いて行う。この場合、粒径は、ＳＥＩ及び／又はＢＥＩにおいて観察される粒子の面積と同等の面積を有する円の直径（円相当径）として算出（測定）する。また、セラミック粒子１１の体積割合は、上述のＳＥＩ及び／又はＢＥＩにおいて、画像解析装置等を用いて誘電体フィルム５に占める各セラミック粒子１１の面積比率（面積％）を複数個所（例えば１０箇所）の断面にて測定し、その測定値の平均値を算出して含有量（体積％）とみなすことにより求める。

樹脂９としては、例えば、ポリブタジエン（比誘電率：２．３〜３．６）、エポキシ（比誘電率：２．５〜６）、ポリイミド（比誘電率：３．５５）、シアノレジン（比誘電率：１５〜２０）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ、比誘電率：３．９〜４）、フッ素樹脂（比誘電率：４〜８）、アクリル樹脂（比誘電率：２．７〜４．５）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ、比誘電率：２．９〜３）、ポリシクロオレフィン（比誘電率：２．３）、ポリシルセスキオキサン（比誘電率：３．０〜３．４）、およびポリプロピレン（ＰＰ、比誘電率：２．２〜２．３）から選ばれる一種の高分子材料が好ましく、この中で、耐電圧が高いという理由からポリブタジエンがより好ましい。

導体層７は、例えば、誘電体フィルム５の上面側および下面側において互いに同一の形状及び大きさとされており、また、厚さが概ね一定の平板状（フィルム状）に形成されている。導体層７の平面形状は適宜に設定されてよいが、長方形状の誘電体フィルム５の表面において、導体層７の有効面積を高められるという理由から、誘電体フィルム５に対して相似形であるものがよく、例えば長方形状であることが望ましい。導体層７は、その積層方向において交互に、１対の外部電極３の対向方向において互いにずれて配置されている。そして、誘電体フィルム５の上面側および下面側に配置された複数の導体層７は、その積層方向において交互に、１対の外部電極３の一方又は他方に、平面形状の矩形の１辺（縁部）が接続されている。導体層７は、例えば、Ａｌ若しくはＡｌ−Ｚｎ合金等の金属により形成されている。

次に、本実施形態のフィルムコンデンサの製造方法を説明する。

まず、例えば、平均粒径が３０〜５００ｎｍのセラミック粒子１１を準備する。次に、このセラミック粒子１１を所定の配合比で配合するとともに溶剤および溶融状態の樹脂９に分散させてスラリーを調製する。このとき、セラミック粒子１１の配合比率の異なるスラリーを別々に調製する。セラミック粒子１の配合比（体積比）は、第１の領域５Ａとなるスラリーでは４０〜６０体積％、第２の領域５Ｂとなるスラリーでは０〜２０体積％であることが望ましい。

溶剤は、例えばメタノール、イソプロパノール、n-ブタノール、エチレングリコール、エチレングリコールモノプロピルエーテル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、キシレン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジメチルアセトアミド、又は、これらから選択された２種以上の混合物を含んだものを用いるのが良い。

次に、図２に示すように、セラミック粒子１１の含有量の異なるスラリーをダイヘッド２１と呼ばれる容器に注入し、ダイコータ法によりキャリアフィルム２３上に塗布してシート２５に成形し、乾燥させる。このとき、ダイヘッド２１はセラミック粒子１１の含有量の異なる複数のスラリーを分けて溜めておけるように３分割（図２の２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ）されており、成形時には、図２に示しているように、セラミック粒子１１の含有量の異なるシートが並列に成形されてくる。こうして本実施形態のフィルムコンデンサを構成する誘電体フィルム５を形成することができる。図２の破線の枠で囲った部分が本実施形態のフィルムコンデンサの誘電体フィルム５となる部分であるが、この場合、シート２５の幅方向（図２において、シート２５の進行方向とは垂直な方向に向いた矢印の方向）がフィルムコンデンサの対向する外部電極３の方向となる。なお、キャリアフィルム２３は、樹脂等の適宜な材料により形成されていてよいが、耐熱性、機械的強度及びコストの観点から、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いるのが良い。

次に、作製した誘電体フィルム５の両面に蒸着法等の物理的製法により導体層７を形成し、さらにその上面および下面のうち少なくとも一方に誘電体フィルム５を貼り付けて加熱加圧してコンデンサ本体１を形成する。

次に、コンデンサ本体１の導体層７が露出した端面に、亜鉛などの金属を溶射等により付着させて外部電極９を形成する。以上の工程により作製されたフィルムコンデンサは、誘電体フィルム５がセラミック粒子の含有量の異なる第１の領域５Ａおよび第２の領域５Ｂを有しており、第２の領域５Ｂは第１の領域５Ａよりもセラミック粒子１１の含有量が少なく、かつ第１の領域５Ａよりも幅ｗの狭い帯状を為しているとともに、第２の領域５Ｂが第１の領域５Ａを一対の外部電極の方向に分断するように配置された構成となっており、これにより導体層７中に静電容量の発現に寄与しない非蒸着スリットの部分を設けることなく、誘電体フィルム５が短絡した場合でも発炎や発火を抑制することができるフィルムコンデンサを得ることができる。

実施形態の誘電体フィルムについて、具体的な材料の選択及び寸法の設定等を行い、実施例に係る誘電体を作製し、耐電圧試験を実施した。具体的には、以下のとおりである。

まず、以下のシリカ粒子と樹脂とを用意した。セラミック粒子としては平均粒径が１００ｎｍのシリカ粒子を用いた。樹脂としては、ポリブタジエン（分子量：Ｍｗ＝５０００〜７０００、Ｍｎ＝２５００〜３５００）を用いた。

上記のシリカ粒子をポリブタジエンおよびＭＥＫ（メチルエチルケトン）中に分散させて、セラミック粒子の含有量の異なるスラリーを調製した。

この後、上記スラリーをダイコータを用いて離形処理されたＰＥＴフィルム上に塗布してシート状に成形し、１１０℃で脱溶剤を行った後、１５０〜２００℃の温度で熱処理を行って、平均厚みの異なる誘電体フィルムを作製した。このときダイヘッドは図２に示したようにスラリーを分けて溜めることのできる構造のものを用いた。このとき第２の領域となる部分の幅は１７０μｍとした。

次に、誘電体フィルムの両面に真空蒸着法により平均厚みが７５ｎｍの導体層を形成した。次に、この導体層の上面および下面に厚みが３０μｍの誘電体フィルムを貼り付けて成形体を作製した。この成形体の対向する端面には上下交互に導体層が露出していた。こうして形成された誘電体フィルムの平均厚みは表１に示すように４〜９μｍであった。次に、この導体層が露出した端面に亜鉛（Ｚｎ）を溶射法により吹き付けて外部電極を形成した。作製したフィルムコンデンサのサイズは主面の面積が７ｍｍ、５ｍｍ、厚みが約７０μｍであった。導体層の面積は６ｍｍ×４ｍｍであった。

次に、作製したフィルムコンデンサについて、以下の評価を行った。まず、作製したフィルムコンデンサについて耐電圧を測定した。この場合、フィルムコンデンサの外部電極間に商用周波数（６０Ｈｚ）、毎秒１００Ｖの昇圧速度にて電圧を印加し、漏れ電流値が１ｍＡを超えた瞬間の電圧値から求めた。

また、作製したフィルムコンデンサの試料に対して、高電圧を印加する方法で誘電体フィルムの損傷の状態を評価した。このときの最大電圧を表１に示した。電圧の印加時間は６０秒とした。

静電容量は周波数１ＫＨｚ、入力信号レベル１．０Ｖｒｍｓの測定条件にて測定した。静電容量は高電圧を印加して損傷の程度を評価する前後で測定し、高電圧を印加していない状態で測定した静電容量に対する、高電圧を印加した後に測定した静電容量の比として求めた。

第１の領域および第２の領域の熱拡散距離は作製した誘電体フィルムを構成する樹脂（ポリブタジエン）およびシリカ粒子の物性値を基に上述した式により算出した。このとき樹脂の熱伝導率は０．１９（Ｗ／ｍ・Ｋ）、密度は１．１５（ｇ／ｃｍ^３）、比熱は１６７０（Ｊ／ｋｇ・Ｋ）とし、セラミック粒子の熱伝導率は１．３５（Ｗ／ｍ・Ｋ）、密度は２．２１（ｋｇ／ｍ^３）、比熱は７１０（Ｊ／ｋｇ・Ｋ）とした。

なお、試料Ｎｏ．１２は、第２の領域に含まれるシリカ粒子の平均粒径を４３μｍ、第１の領域に含まれるシリカ粒子の平均粒径を１００μｍとしたものである。この試料では第１の領域に含まれるセラミック粒子は直接接触してネック部を形成している部分が見られたが、第２の領域に含まれるセラミック粒子が樹脂を介して存在している状態であり、セラミック粒子同士が直接接触していなかった。また、他の試料（試料Ｎｏ．１〜８、１０〜１２）はいずれも平均粒径が１００ｎｍのシリカ粒子を用いたものであるが、この場合には、シリカ粒子がネック部を形成した箇所が認められた。

また、比較例として、従来技術として示した特許文献１の図１に示されたパターンの導体層を有するフィルムコンデンサを作製し、同様の評価を行った（試料Ｎｏ．１３）。この場合、サイズおよび層構成は上記した本発明の試料と同じとし導体層のパターンだけ変えた。

表１、２の結果から明らかなように、試料Ｎｏ．１〜８、１１および１２では、フィルムコンデンサの静電容量が導体層の有効面積と誘電体フィルムの比誘電率、厚みから見積もられる設計値に相当する値であり、また、耐電圧よりも高い電圧を印加した場合にも第２の領域の導体層が飛散しただけであり、大きな損傷は認められなかった。

また、第２の領域の位置を対向する一対の前記外部電極の方向において中央部に配置し
た試料（試料Ｎｏ．１〜８および１２）では、静電容量の低下が−６５％以下となり、コンデンサ本体の端面から１．５ｍｍの位置に配置させた試料Ｎｏ．１１に比較して静電容量の低下が小さかった。

熱伝達距離Ｌを誘電体フィルムの平均厚みｔよりも小さくした試料（試料Ｎｏ．１〜３、６、８、１２）では、耐電圧よりも高い電圧を印加して損傷状態を確認した後においても、第２の領域に部分的に炭化した部分が認められたものの、静電容量の低下が−５５％以下に止まっていた。

この中で、第２の領域に含まれるシリカ粒子の平均粒径を第１の領域に含まれるシリカ粒子の平均粒径よりも小さくした試料Ｎｏ．１２では、高電圧を印加して損傷状態を確認した後においても静電容量の低下が−５０％であった。

これに対し、誘電体フィルム内のシリカ粒子をほぼ均一な分布させた、いわゆる第２の領域を設けなかった試料（試料Ｎｏ．９、１０）では、耐電圧よりも高い電圧を印加したときに、誘電体フィルムの全体に炭化が発生し、静電容量が得られなかった。

また、導体層の非蒸着スリットを設けた試料は、本発明の試料に対して、耐電圧は同等であったが静電容量が７０％に止まっていた。

１・・・・コンデンサ本体
３・・・・外部電極
５・・・・誘電体フィルム
５Ａ・・・第１の領域
５Ｂ・・・第２の領域
７・・・・導体層
７Ａ・・・第１の領域を覆う導体層
７Ｂ・・・第２の領域を覆う導体層
９・・・・樹脂
１１・・・セラミック粒子
２１・・・ダイヘッド
２３・・・キャリアフィルム

Claims (4)

1. 樹脂中にセラミック粒子を有する長方形状を有してなる誘電体フィルムおよび該誘電体フィルムの主面を挟持するように設けられた導体層を有するコンデンサ本体と、該コンデンサ本体の対向する端面にて前記導体層と積層方向に交互に接続されている一対の外部電極と、を具備するフィルムコンデンサであって、
   前記誘電体フィルムは前記セラミック粒子の含有量の異なる第１の領域および第２の領域を有しており、前記第２の領域は前記第１の領域よりも前記セラミック粒子の含有量が少なく、かつ前記第１の領域よりも幅の狭い帯状を為しているとともに、前記第２の領域が前記第１の領域を一対の前記外部電極の方向に分断するように配置されていることを特徴とするフィルムコンデンサ。
2. 前記第２の領域は、対向する一対の前記外部電極の方向において中央部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のフィルムコンデンサ。
3. 前記第２の領域に含まれるセラミック粒子の平均粒径が前記第１の領域に含まれるセラミック粒子の平均粒径よりも小さいことを特徴とする請求項１または２に記載のフィルムコンデンサ。
4. 前記第２の領域の熱伝達係数αと、該第２の領域を覆っている前記導体層が溶断するのに必要な時間ｄとから得られる熱伝達距離Ｌを次式Ｌ＝（α×ｄ）^１／２とし、前記誘電体フィルムの平均厚みをｔとしたときに、ｔ＞Ｌの関係を有することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれかに記載のフィルムコンデンサ。