JP2019534580A - 超高容量のフィルムコンデンサ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、特に、少なくとも１つの誘電体膜（１００ａ，．．．，１００ｉ）から成る誘電体層（１００）を含む超高容量のフィルムコンデンサ（１）であり、該誘電体層（１００）の誘電体膜（１００ａ，．．．，１００ｉ）の各々が以下のパラメータ：‐εｆｉ≧１０を満たすような比誘電率［εｆｉ］、‐０．０５μｍ≦ｅｆｉ≦５０μｍを満たすような厚さ［ｅｆｉ］、‐Ｅｆｉ≧５０Ｖ／μｍを満たすような誘導強度［Ｅｆｉ］を有し、パラメータにおいて、「ｆ」は「膜」を意味し、ｉ≧１の「ｉ」は、前記誘電体層（１００）の「ｉ番目」の誘電体膜（１００ｉ）を示し、該誘電体層（１００）は、電子電荷を帯びた第１構造（２００）を電子電荷を帯びた第２構造（３００）とを分離し、これらの２つの構造は、誘電体層（１００）により分離された対向面（Ｓ）を有するフィルムコンデンサに関する。【選択図】 図１

Description

本発明は、超高容量のフィルムコンデンサ及びそのようなコンデンサを製造する方法に関する。

フィルムコンデンサは、一般に金属製で、電荷を帯び、誘電絶縁体により分離された２層構造から成る。この絶縁体は、通常０．０５μｍ＜ｅ_ｆ＜５０μｍの平均厚さ［ｅ_ｆ］及びε_ｆ＞１の比誘電率を特徴とする、一般に自立高分子膜である少なくとも１つの膜の形態である。

フィルムコンデンサの容量は、ε_ｆに比例し、ｅ_ｆに反比例するため、超高容量のフィルムコンデンサ（以下、「ＶＨＣＦＣ」と略す）は、とても薄くて（ｅ_ｆ＜＜１０μｍ、符号「＜＜」は、「より低い又はより更に低い」を意味する）、高い比誘電率（ε_ｆ＞＞１０、符号「＞＞」は、「より高い又はより更に高い」を意味する）を有する誘電絶縁体を用いて得られる。

この膜の粗さ及び／又は上述の積重ねの構成により、空気で満たされたエリアが存在する可能性がある。しかし、エリアの厚さは、ｅ_ｆ（通常、≦１μｍ及び≦ｅ_ｆの１０％）と比較して小さいままである。

この現象は、よく知られており、空気が含浸剤に置換される含浸コンデンサの場合に利用される。含浸剤は、一般にε_ｆ（通常、｜ε_ｆ−ε_ｉ｜≦２）に近い比誘電率［ε_ｉ］を有する誘電液体である。無含浸コンデンサ（「ドライコンデンサ」と呼ばれる）の場合、ほぼ１に等しい比誘電率［ε_ａｉｒ］を有する空気は、主誘電絶縁体と局所的に繋がっている。空気を含むエリアの有効厚さのため、ε_ｆ＜＜１０の場合、積重ねにおけるエリアの存在は、コンデンサの動作にほとんど影響を及ぼさない。しかし、ε_ｆ＞＞１０の場合、積重ねにおけるエリアの存在は、ＶＨＣＦＣに影響を及ぼす。

より一般に、動作勾配が高くなる（≧５０Ｖ／μｍ）と、誘電特性が異なり、一般に主絶縁体の誘電特性と比較して低いこれらのエリアの存在は、部分放電又は望ましくない絶縁破壊を引き起こす恐れがあり、コンデンサ又は少なくともその性能（通常、絶縁抵抗及びリーク電流）に損害を与える。これは、ε_ｆが高い場合に一層当てはまる。

また、最も一般的な電気エネルギー貯蔵装置は、コンデンサ、スーパーコンデンサ及びバッテリである。

コンデンサにはいくつかの種類（フィルム、セラミック、電気化学などの種類）があるが、全て容量効果によりエネルギーを貯蔵する。蓄積電荷［Ｑ］は、貯蔵装置の容量［Ｃ］及び該装置の端子における電圧［Ｕ］に比例するため、Ｑ＝Ｃ×Ｕである。

電圧が非常に高くても（Ｕ＞＞１０００Ｖ）、容量は非常に低い（Ｃ＜＜１Ｆ）と、蓄積される電荷量も低い（Ｑ＜＜１０^−３Ａｈ）。しかし、応答時間［τ］が非常に速い（τ＜＜１０^−３秒）ため、コンデンサは電力ピークに応答できる。

従って、コンデンサは、貯蔵するエネルギー量が非常に低く、且つ／あるいは要求される電力が高い（例えば、照明器具の閃光など）場合を除いて、エネルギー貯蔵装置として使用されることは稀である。

スーパーコンデンサは、主に容量効果によりエネルギーを貯蔵する電気化学装置である。

スーパーコンデンサの電気化学的性質のため、電圧は低い（Ｕ＜＜１０Ｖ）。しかし、スーパーコンデンサの構造のため、容量は非常に高く（Ｃ＞＞１Ｆ）、応答時間は速い（τ≒１秒）。

従って、スーパーコンデンサは、短時間（数十秒）にわたって又は高電力下で（例えば、エンジン始動時など）使用されるエネルギー量又は平均電荷量（Ｑ≒１Ａｈ）を蓄積するために使用される。

バッテリは、主に電気化学反応によりエネルギーを貯蔵する電気化学装置である。蓄積電荷は、反応物質の量に比例する。

バッテリの電気化学的性質のため、電圧は低く（Ｕ＜＜１０Ｖ）、応答時間は遅い（τ＞＞１秒）が、蓄積電荷量は非常に高くなりうる（Ｑ＞＞１０Ａｈ）。

従って、バッテリは、中〜長時間（数時間）にわたり、適度な電力を必要とする場合（例えば、エンジンの動作時など）に使用される大量のエネルギー（数千Ａｈ）を貯蔵するために使用される。

コンデンサ及びスーパーコンデンサは、電荷の動きを利用するため、それらの応答時間は短く、電荷の蓄電及び放電挙動は対称関係であり、サイクルを繰り返し使える能力は高い（通常、数百万サイクルを上回る）。

これは、電荷が移動するが、特に電気化学反応に関与するバッテリには当てはまらない。後者は、応答時間を制限し、電化の帯電及び放電挙動を非対称関係であり、サイクルを繰り返す能力は大幅に低下する（通常、数千サイクルを下回る）。

非常に高い比誘電率［ε_ｆ］（ε_ｆ≧１０）を有する誘電フィルムに基づく超高容量のフィルムコンデンサは、技術革新をもたらす。超高容量のフィルムコンデンサは、前述の電気エネルギー貯蔵技術（高い電圧、速い応答時間、高い電荷量、サイクルを繰り返す高い能力）の各々において、欠点はなく利点が多い。

超高容量のフィルムコンデンサは、それ自体が従来の電気エネルギー貯蔵装置の各々を置換できる装置の新しいクラスを構成する。特に、ε_ｆ及びｅ_ｆの値を応用分野に適応することが可能である。

例えば、通常のバッテリの応用例の場合、小さい厚さ（ｅ_ｆ≦２μｍ）及び非常に高い比誘電率（ε_ｆ≧２０００）を用いて、非常に高い表面容量が求められる。この場合、装置は、応用例が要求する電力に従って妥当な表面を有する（所定の技術に対して電力／表面の限界があり、主に熱的理由のために、その限界を超えてその技術を実行することはできない）。

要求されるエネルギーがより低い一方で、要求される電力は非常により高い通常のスーパーコンデンサの応用例の場合、より大きな面積で動作する必要がある。従って、このためには、より大きい厚さ（１μｍ≦ｅ_ｆ≦５μｍ）又はより低い比誘電率（１００≦ε_ｆ≦２０００）を有する誘電体膜を使用する必要がある。

エネルギーは基準ではないが、動作電圧は高いことが多い通常のコンデンサの応用例の場合、従来使用されていた誘電材料と比較して表面積を広げつつ、高い厚さ（ｅ_ｆ≧５μｍ）及び低い比誘電率（１０≦ε_ｆ≦１００）を有する誘電体膜で動作することが可能になる。

上述のフィルムコンデンサの設計は、乾燥構成であるか含浸構成であるかに関わらず、非常に高い比誘電率［ε_ｆ］（ε_ｆ≧１０）を有する誘電体膜を使用する超高容量のフィルムコンデンサ［ＶＨＣＦＣ］には適さない。

どちらの場合も、主誘電体膜の誘電特性よりかなり低い誘電特性を有するエリアがあることは避けられない。それにより、特に以下によりコンデンサの的確な動作が妨げられる。
‐局所的な比誘電率の低下により、実際の容量が減少すること
‐局所的な部分放電があることにより、リーク電流が増加すること
‐局所的な誘導強度の低下により、破壊電圧が低下すること

本発明は、これらの問題に対する解決策を提供することを目的とする。

従って、本発明の第１の目的は、ε_ｆ≧１０の比誘電率を有する少なくとも１つの誘電絶縁体を使用する超高容量のフィルムコンデンサに関し、比誘電率が局所的にε_ｆよりかなり低いエリアがあったとしても、コンデンサの性能が低下することはない。

従って、本発明の第１の態様は、
少なくとも１つの誘電体膜から成る誘電体層を含む超高容量のフィルムコンデンサであり、該誘電体層の誘電体膜の各々が以下のパラメータ：
‐ε_ｆ ^ｉ≧１０を満たすような比誘電率［ε_ｆ ^ｉ］
‐０．０５μｍ≦ｅ_ｆ ^ｉ≦５０μｍを満たすような厚さ［ｅ_ｆ ^ｉ］
‐Ｅ_ｆ ^ｉ≧５０Ｖ／μｍを満たすような誘導強度［Ｅ_ｆ ^ｉ］
を有し、パラメータにおいて、「ｆ」は「膜」を意味し、ｉ≧１の「ｉ」は、前記誘電体層の「ｉ番目」の誘電体膜を示し、
該誘電体層は、電子電荷を帯びた第１構造を電子電荷を帯びた第２構造から分離し、これらの２つの構造は、誘電体層により分離された対向面を有するフィルムコンデンサであって、
Ａ）前記誘電体層と前記第１構造との間の界面は、以下の要件：
‐該第１構造が前記誘電体層と直接的に接触する前記対向面の部分が９０％を上回ること、
‐前記誘電体層が前記第１構造に直接的に接触しない前記界面の全てのエリアにおいて、それらが「寄生」誘電体のＮ個（Ｎ≧１）の厚さにより局所的に分離されることであり、各厚さは、以下の関係：
ε_ｐ ^ｊ Ｅ_ｐ ^ｊ≧Ｍｉｎ（ε_ｆ ^ｉ Ｅ_ｆ ^ｉ）
を満たす比誘電率［ε_ｐ ^ｊ］及び誘導強度［Ｅ_ｐ ^ｊ］を有し、ここで、「ｐ」は「寄生誘電体の厚さ」を意味し、「ｊ」は「ｊ番目」の厚さを示す（１≦ｊ≦Ｎ）、
Ｂ）前記誘電体膜と前記第２構造との間の界面は、以下の要件：
−前記第２構造が前記誘電体層と直接的に接触する前記対向面の部分が９０％を上回ること、
‐誘電体層が前記第２構造に直接的に接触しない前記界面の全てのエリアにおいて、それらが「寄生」誘電体のＭ個（Ｍ≧１）の厚さにより局所的に分離されることであり、各厚さは、以下の関係：
ε_ｐ ^ｋ Ｅ_ｐ ^ｋ≧Ｍｉｎ（ε_ｆ ^ｉ Ｅ_ｆ ^ｉ）
を満たす比誘電率［ε_ｐ ^ｋ］及び誘導強度［Ｅ_ｐ ^ｋ］を有し、ここで、「ｐ」は「寄生誘電体の厚さ」を意味し、「ｋ」は「ｋ番目の」厚さを示す（１≦ｋ≦Ｍ）、を満たし、
以下の追加条件：
Ｃ）前記誘電体層が２つ以上の誘電体膜から成る場合、２つの誘電体膜間のどの界面Σも以下の条件：
‐前記２つの誘電体膜が直接的に接触する対向面の部分が９０％を上回ること
‐前記２つの誘電体膜が直接的に接触しない前記界面Σの全てのエリアにおいて、これらの膜が、「寄生」誘電体のＰ_Σ個（Ｐ_Σ≧１）の厚さにより局所的に分離されることであり、各厚さは、以下の関係：
ε_ｐ ^ｌ Ｅ_ｐ ^ｌ≧Ｍｉｎ（ε_ｆ ^ｉ Ｅ_ｆ ^ｉ）
を満たす比誘電率［ε_ｐ ^ｌ］及び誘導強度［Ｅ_ｐ ^ｌ］を有し、ここで、「ｐ」は「寄生誘電体の厚さ」を意味し、「ｌ」は「ｌ番目」の厚さを示し（１≦ｌ≦Ｐ_Σ）、前記誘電体層は、高分子材料から構成されるか、あるいは高分子材料に基づいて構成される、を満たすことが追加されることを特徴とするフィルムコンデンサに関する。

該コンデンサの好適な実施形態によれば、前記誘電体層は自立していない。

本発明の別の態様は、
以下の連続工程：
ａ）「支持層」と呼ばれ、比誘電率［ε_ｆ’］及び厚さ［ｅ_ｆ’］を有し、２つの反対側のうちの少なくとも一方が金属化され、誘導強度［Ｅ_ｆ’］を有する第２誘電体層を使用する工程と、
ｂ）前記誘電体層が前記支持層の金属化側と接触するように、前記誘電体層を該支持層上に蒸着する工程と、
ｃ）工程ｂ）の終了時に前記誘電体層の未処理側の金属化に進む工程と、
ｄ）工程ｃ）の結果得られる膜の集合自体の巻付け又は工程ｃ）の結果得られるいくつかの膜の集合の積重ねに進む工程と、
を備え、前記誘電体層及び支持層は、以下の関係：
ｅ_ｆ’ Ｅ_ｆ’≧ｅ_ｆ Ｅ_ｆ（ｅ_ｆ及びＥ_ｆは請求項１で規定された）
を満たすことを特徴とする上記特徴に係るフィルムコンデンサを製造する方法に関する。

該方法の他の利点及び限定されない特徴によれば、
‐両側で金属化される支持層が使用され、工程ｄ）において、前記誘電体層の金属化面が、前記支持層の両側のうちの一方の金属化面と一致、すなわちミラーリングし、
‐両側のうちの一方の金属化支持膜が使用され、工程ｄ）において、前記誘電体層の金属化面が、前記支持層の金属化面と一致、すなわちミラーリングし、
‐１０以下の比誘電率［ε_ｆ’］を有する支持層が使用され、
‐工程ｄ）は、真空下又は１０ｍｂａｒ以下の圧力で実施され、
‐工程ｄ）において、特に加圧ローラで加圧して又は引張り角度を制御して、新しい膜の集合を古い膜の集合にめっきし、
該方法は、
ａ）前記誘電体層を金属片から成る支持膜上に蒸着する工程と、
ｂ）工程ａ）の結果得られる膜の集合を誘電体支持層上に蒸着する工程と、
ｃ）工程ｂ）の結果得られる膜の集合を金属片から成る第２支持膜上に蒸着する工程と、
ｄ）工程ｃ）の結果得られる膜の集合自体の巻付け又は工程ｃ）の結果得られるいくつかの膜の集合の積重ねに進む工程と、
を備え、
‐前記誘電体層は同一であり、
‐前記支持膜は、同一の金属片であり、
‐前記工程ａ）とｂ）との間において、前記誘電体層の未処理側が金属化され、
‐前記工程ｂ）とｃ）との間において、前記誘電体支持層の未処理側が金属化され、
‐工程ｄ）は、真空下又は１０ｍｂａｒ以下の圧力で実施され、
‐工程ｄ）において、特に加圧ローラで加圧して又は引張り角度を制御して、新しい膜の集合を古い膜の集合にめっきし、
‐多孔性の片が使用され、
‐ヒューズを取り入れる片が使用され、
‐前記ヒューズの取り入れは、以下の技術：
ａ）片から除去された材料の残りが前記ヒューズを構成するように、前記片から材料を除去する技術であり、除去は、金属の溶射、金属の押し抜き又は機械式ドリル、金属の溶解又は化学エッチングなどの技術により実行される技術、
ｂ）前記片に追加された材料が前記ヒューズを構成するように、材料を前記片に追加する技術であり、追加は、溶接、ろう付け、ブリッジ又はスタンピングなどの技術により実行される技術、
のうちのいずれかを使用して実行される。

本発明の他の特徴及び利点は、本発明の好適な実施形態の以下の説明を読むことで明らかになるだろう。添付の図面を参照して、本発明を説明する。

誘電体層である単一の誘電体膜を含む超高容量のフィルムコンデンサ（ＶＨＣＦＣ）を概略的に示す３次元図であり、該コンデンサは、「理想的な」構成とも言える構成で示されている。 断層面Ｐに沿う図１のコンデンサの図である。 「寄生」誘電体が存在する実際の構成に従ってコンデンサを示す図１と同様の図である。 断層面Ｐに沿う図３のコンデンサの図である。（ａ）及び（ｂ）は、図４の円で囲まれた領域の拡大図である。 理想的な構成とも言える、いくつかの誘電体膜から成る誘電体層の図１と同様の図である。 断層面Ｐに沿う図５のコンデンサの図である。 「寄生」誘電体が存在する実際の構成に従ってコンデンサを示す図５と同様の図である。 断層面Ｐに沿う図７のコンデンサの図である。（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、図８の円で囲まれた領域の拡大図である。 例えば先行する図（自立していない誘電体膜を有する）において示されるようなフィルムコンデンサを製造する第１工程の最後に得られる積重ねの垂直断面図である。 図９に示された積重ねに後続する第２工程の最後に得られる積重ねの垂直断面図である。 図１０に示された第２工程の変形例の最後に得られる積重ねの垂直断面図である。 例えば図１〜図８（ｃ）に示したようなフィルムコンデンサを製造する別の実施形態の第１工程の最後に得られる積重ねの垂直断面図である。 変形例を示す図１２と同様の図である。 図１２に後続する第２工程の最後に得られる積重ねの垂直断面図である。 図１３に示された積重ねに後続する第２工程の最後に得られる積重ねの垂直断面図である。 図１４及び図１５の積重ねの変形例の垂直断面図である。 図１４及び図１５の積重ねの変形例の垂直断面図である。 コンデンサを製造する第１工程の最後に得られる、両側で金属化されている自立膜の垂直断面図である。 図１８に示された積重ねに後続する工程の最後に得られる積重ねの垂直断面図である。 図１９と同様の図であるが、該工程の結果得られる方法の変形例を示す図である。 更に別の変形例を示す図１９と同様の図である。 別の実施形態に従って得られる積重ねの垂直断面図である。 図２２の実施形態の変形例の第１工程の最後に得られる方法の垂直断面図である。 図２３の工程に後続する第２工程に後続して得られる積重ねの垂直断面図である。

本願において特に指示のない限り、以下の定義が有効である。
『全フィルムコンデンサ』は、電子電荷を帯びた構造（以下、「ＥＣＢＳ」と略す）が誘電体層の独立した金属シートであるフィルムコンデンサを意味する。金属シートは、通常、アルミニウム又は銅、あるいは一般に１００μｍ以下の厚さのシートに形成されうる他のあらゆる金属又は金属合金から構成される。

『金属化フィルムコンデンサ』は、ＥＣＢＳが誘電体層の少なくとも片側で蒸着された金属層であるフィルムコンデンサを意味する。金属蒸着は、特に、アルミニウム、亜鉛、銅、銀、金、白金、クロム、これらの金属のうちの２つ以上の合金、一般にこれらの金属又は金属合金が連続して蒸着した層から成る。あるいは、他のあらゆる金属、金属合金又は連続した金属層は、従来の金属化技術、例えば真空蒸発、物理化学的真空蒸着又は同様のものに従って蒸着されうる。

「金属化膜」技術の主な利点の１つは、欠陥の存在下でのコンデンサの自己再生の可能性である。従って、欠陥が致命的になると、コンデンサは「ブレークダウン」に陥る。すなわち、２つのＥＣＢＳ間の欠陥により、内部短絡が生じる。その後、コンデンサは機能しなくなる。短絡（一般に、微小電気アークの形態をとる）により放出された非常に局所的な電力は、欠陥の周りに２つのＥＣＢＳを溶射することで脱金属を誘発する。従って、脱金属が進行するにすれ、短絡の確立の距離が増加する。ある瞬間（金属化層の性質及び厚さ、誘電体層の性質及び厚さ、動作電圧の「交流」（交流電流）又は「直流」（直流電流）の性質及び値、巻付け圧力などを含む多数のパラメータに依存する）に、確立の距離は、短絡を維持するには長くなりすぎる。

ブレークダウンは停止し、コンデンサは再び機能する。すなわち、「再生」される。欠陥の周りでの十分な脱金属のために使用可能な局所的な電力と比較して、ＥＣＢＳの厚さが大きすぎるため、この現象は全フィルムコンデンサにおいて実質的に不可能である。また、この現象は金属化フィルムコンデンサにおいては体系的ではない。すなわち、短絡により放出された電力は、欠陥の周りのＥＣＢＳを脱金属化するだけでなく、欠陥の周りのコンデンサ体積を加熱する。この温度上昇は、影響を受けた体積に含まれる材料の誘電特性（主に誘導強度を含む）及び熱機械特性（溶解まで達することが可能である）を崩壊させることにより、熱的電子なだれ現象をトリガしうる。その後、欠陥は、欠陥を再生するには不十分となる総エネルギーを有するコンデンサを通して、徐々に「拡散」される。

『押出』という用語は、圧縮、押し抜き機の通過、オプションとして伸び及び／又は架橋結合、並びに／あるいは基板上の蒸着の技術により、機械的意味でのプラスチック材料を自立膜又は非自立膜に変えることができるあらゆる熱機械的方法を示す。

「コーティング」という用語は、自立膜又は非自立膜を得るために、一般に乾燥及びオプションとして架橋結合が後続する、基板上の流体膜を蒸着するあらゆる方法を示す。

『コイル状コンデンサ』は、自身に「ＥＣＢＳ１／誘電体層１／ＥＣＢＳ２／誘電体層２」を巻き付けることにより得られるあらゆるフィルムコンデンサを意味する。なお、誘電体層１及び２は、実際には、並列に巻き付けられたいくつかの別個の誘電体膜から成ってもよい。「ＥＣＢＳ１」及び「ＥＣＢＳ２」は、コンデンサの２つの電気的に絶縁された極を構成する。

『積層型コンデンサ』は、自身の上に「ＥＣＢＳ１／誘電体層１／ＥＣＢＳ２／誘電体層２」を積み重ねることにより得られるあらゆるフィルムコンデンサを意味する。なお、誘電体層１及び２は、実際には、互いの上部に積重ねられたいくつかの別個の誘電体膜から成ってもよい。「ＥＣＢＳ１」及び「ＥＣＢＳ２」は、コンデンサの２つの電気的に絶縁された極を構成する。

これらの最後の２つの名称は、「マルチトラックコンデンサ」（コイル状又は積層型）の概念に拡張される。「マルチトラックコンデンサ」の場合、互いに、並びにＥＣＢＳ１及びＥＣＢＳ２から絶縁され、ＥＣＢＳ１又はＥＣＢＳ２と同一平面上にある１つ以上の中間ＥＣＢＳは、各々が２つのコンデンサに属し、主極ＥＣＢＳ１とＥＣＢＳ２との間に状況に応じて形成された全てのコンデンサと徐々に直列接続するように、構造に導入される。

マルチトラック構造の利点は、同一のコイル状又は積層型構造内で、すなわち更なる調整手段又は接続手段を追加する必要なく、コンデンサの直列接続を最適化することである。

奇数の中間ＥＣＢＳがある場合、ＥＣＢＳ１及びＥＣＢＳ２は、マルチトラックコンデンサの２つの極を示す限りにおいて同一平面上になる。

最後に、コイル状コンデンサにおいて、互いに巻き付けられた膜が良好にめっきされることを保証するために、巻付け圧力を制御するいくつかの手段がある。

第１の手段は、巻付けの場所において、一定圧力でコイルを押下する加圧ローラを使用する。この圧力は、巻付け圧力と等しく、巻取り全体にわたり一定である。

第２の手段は、巻付け張力（膜上で作用する張力を介した）及び巻付け角度（「引張角度」とも呼ばれる）により、各コイル状膜の巻付け圧力を制御する。巻付け圧力は、各コイル状膜の機械的特性及び巻付け半径に関連するため、コイル状膜によって変化するだけでなく、巻取りによっても変化する。

特許請求の範囲を含む本願にわたり、誘電体層は、高分子材料から構成されるか、あるいは高分子材料に基づいて構成される（すなわち、有機性及び／又は無機性の含有物を含むポリマーマトリクスから成る）。いずれの場合も、無機物質を排他的に使用することは除外される。

米国特許出願公開第２０１６／０２５４０９２号明細書及び国際公開第２０１６／０７３５２２号において、該誘電体層を構成する材料の例を挙げる。

「寄生」誘電体は、ガス性（例えば、空気、中性ガスなど）、液体性（無機又は有機油、水など）、あるいは固形性（例えば、高分子、無機粉末、グリースなどの有機材料など）であるのが有利である。

本発明の第１の目的は、超高容量のフィルムコンデンサ［ＶＨＣＦＣ］である。

そのようなＶＨＣＦＣ１の一例を添付の図１に示す。

コンデンサ１は、「層」とも呼ばれる少なくとも１つの誘電体膜１００（この場合、ここでは単一の膜１００ａを示す）から形成される。少なくとも１つの誘電体膜１００は、第１帯電荷構造２００（ＥＣＢＳと略す）を電荷を帯びた第２構造３００から分離する。

図中、ＥＣＢＳ２００及び３００は、完全に対向しないように示されている。これにより、実際に起こっていることを誇張して表現する。実際には、一般に金属化エッジ電気アークを回避するための相殺物があったとしても、該相殺物は、示される相殺物よりかなり小さい。

誘電体膜１００ａと２つのＥＣＢＳとが完璧に付着するように、それらの間の界面エリアが無欠陥の全くないのが理想である。

しかし、これは理論上に過ぎない。

実際には、図３に示すように、膜１００ａ及び２つのＥＣＢＳの両側は、不規則であるために寄生誘電体の少なくとも１つの厚さにより局所的に分離される。

次に、図４を参照すると、寄生誘電体の少なくとも１つの厚さを含む２つのエリアＺ１及びＺ２が例として示される。

例えば、エリアＺ１は、膜１００ａと上部ＥＣＢＳ２００との間の界面に位置する。

エリアＺ１は、ＥＣＢＳ２００の表面上の凸部と膜１００ａの表面上の凹部との間に置かれた寄生誘電体４００ａの第１厚さを示す。

また、エリアＺ１は、別の場所において、界面における２つの連続した厚さ４００ｂ及び４００ｃを区別する。

エリアＺ２は、膜１００ａと下部ＥＣＢＳ３００との間の界面に位置する。

エリアＺ２は、膜１００ａの表面上の凸部とＥＣＢＳ３００の表面上の凹部との間に置かれた寄生誘電体５００ａの第１厚さを示す。

また、エリアＺ２は、別の場所において、界面において２つの連続した厚さ５００ｂ及び５００ｃを区別する。

当然、これらは、例示するために非常に簡略化された表現図である。示される幾何学（幅、厚さ、形状など）、界面における位置、構成（寄生誘電体の１つ又は２つの厚さ）は、いずれも実際のものではない。

これらの厚さは、状況に応じて構成されるＶＨＣＦＣのパラメータに悪影響を及ぼす恐れのある空気及び／又は異物から構成されてもよい。

しかし、
Ａ）誘電体膜１００ａと第１構造２００との間の界面は、以下の要件を満たす。
‐該第１構造２００が該誘電体膜１００ａと直接的に接触する対向面Ｓの部分が９０％を上回ること
‐誘電体膜１００ａが該第１構造２００に直接的に接触しない界面の全てのエリアにおいて、それらが「寄生」誘電体４００ａ，．．．，４００ｃのＮ個（Ｎ≧１）の厚さにより局所的に分離されることであり、各厚さは、以下の関係を満たす比誘電率［ε_ｐ ^ｊ］及び誘導強度［Ｅ_ｐ ^ｊ］を有する。
ε_ｐ ^ｊ Ｅ_ｐ ^ｊ≧ε Ｅ
ここで、「ｐ」は「寄生誘電体の厚さ」を意味し、「ｊ」は「ｊ番目」の厚さを示す（１≦ｊ≦Ｎ）。
Ｂ）誘電体膜１００と第２構造３００との間の界面は、以下の要件を満たす。
‐該第２構造３００が誘電体膜１００と直接的に接触する対向面Ｓの部分が９０％を上回ること
‐誘電体膜１００が該第２構造３００に直接的に接触しない界面の全てのエリアにおいて、それらが「寄生」誘電体５００ａ，．．．，５００ｃのＭ個（Ｍ≧１）の厚さにより局所的に分離されることであり、各厚さは、以下の関係を満たす比誘電率［ε_ｐ ^ｋ］及び誘導強度［Ｅ_ｐ ^ｋ］を有する。
ε_ｐ ^ｋ Ｅ_ｐ ^ｋ≧ε Ｅ
ここで、「ｐ」は「寄生誘電体の厚さ」を意味し、「ｋ」は「ｋ番目」の厚さを示す（１≦ｋ≦Ｍ）ため、
本願は、誘導体膜１００ａが以下のパラメータを有する限り、良質のＶＨＣＦＣが得られることを指摘している。
‐ε≧１０を満たすような比誘電率［ε］
‐０．０５μｍ≦ｅ≦５０μｍを満たすような厚さ［ｅ］
‐Ｅ≧５０Ｖ／μｍを満たすような誘導強度［Ｅ］

しかし、多くの場合、誘電体膜１００ａは唯一のものではなく、いくつかの膜１００ａ、１００ｂ，．．．，１００ｉの重ね合わせから成る誘電体層を含む。

図１及び図２と同様に、図５及び図６は、誘電体層１００の誘電体膜１００ａとＥＣＢＳ２００及び誘電体層１００の誘電体膜１００ｂとＥＣＢＳ３００とが完璧に付着するように、それらの間の界面エリアが無欠陥に全くない理想的な実例を依然として構成するＶＨＣＦＣ１を示す。層１００の２つの誘電体膜１００ａと１００ｂとの界面に対しても、同じことが当てはまる。

上述の場合、２つの膜１００ａ及び１００ｂのみが存在する。しかし、今ここで規定したことは、２つの膜の間の全ての界面エリアを含む３つ以上の膜を含む場合にも有効である。

実際には、図３に示された実例と比較して図７に示すように、一方では膜１００の各層の両側、並びに２つのＥＣＢＳ２００及び３００の両側、他方では膜１００の層の両側は、不規則であるために寄生誘電体の少なくとも１つの厚さにより局所的に分離される。

次に、図８を参照すると、寄生誘電体の少なくとも１つの厚さを含む３つのエリアＺ１、Ｚ２及びＺ３が例として示される。

エリアＺ１及びＺ２は、図３及び図４を参照して上述したエリアＺ１及びＺ２に類似する。

エリアＺ３は、層１００の膜１００ａと膜１００ｂとの間の界面に位置する。

エリアＺ３は、膜１００ａの表面上の凸部と膜１００ｂの表面上の凹部との間に置かれた寄生誘電体６００ａの第１厚さを示す。

また、エリアＺ３は、別の場所において、界面における２つの連続した厚さ６００ｂ及び６００ｃを区別する。

ここでも、これらは、例示するために非常に簡略化された表現図である。示される幾何学（幅、厚さ、形状など）、界面における位置、構成（寄生誘電体の１つ又は２つの厚さ）は、いずれも実際のものではない。

この場合も、
Ａ）誘電体層１００と第１構造２００との間の界面は、以下の要件を満たす。
‐該第１構造２００が該誘電体層１００と直接的に接触する対向面Ｓの部分が９０％を上回ること
‐誘電体層１００が該第１構造２００に直接的に接触しない界面の全てのエリアにおいて、それらが、寄生」誘電体４００のＮ個（Ｎ≧１）の厚さにより局所的に分離されることであり、各厚さは、以下の関係を満たす比誘電率［ε_ｐ ^ｊ］及び誘導強度［Ｅ_ｐ ^ｊ］を有する。
ε_ｐ ^ｊ Ｅ_ｐ ^ｊ≧Ｍｉｎ（ε_ｆ ^ｉ Ｅ_ｆ ^ｉ）
ここで、「ｐ」は「寄生誘電体の厚さ」を意味し、「ｊ」は「ｊ番目」の厚さを示す（１≦ｊ≦Ｎ）。
Ｂ）誘電体膜１００と第２構造３００との間の界面は、以下の要件を満たす。
‐該第２構造３００が該誘電体層１００と直接的に接触する対向面Ｓの部分が９０％を上回ること
‐誘電体層１００が該第２構造３００に直接的に接触しない界面の全てのエリアにおいて、それらが「寄生」誘電体５００のＭ個（Ｍ≧１）の厚さにより局所的に分離されることであり、各厚さは、以下の関係を満たす比誘電率［ε_ｐ ^ｋ］及び誘導強度［Ｅ_ｐ ^ｋ］を有する。
ε_ｐ ^ｋ Ｅ_ｐ ^ｋ≧Ｍｉｎ（ε_ｆ ^ｋ Ｅ_ｆ ^ｋ）
ここで、「ｐ」は「寄生誘電体の厚さ」を意味し、「ｋ」は「ｋ番目」の厚さを示す（１≦ｋ≦Ｍ）。
以下の追加条件を追加する。
Ｃ）該誘電体層１００が２つ以上の誘電体膜１００ｉから成る場合、２つの誘電体膜１００ａ間のどの界面Σも以下の条件を満たす。
‐２つの誘電体膜１００ａが直接的に接触する対向面Ｓの部分が９０％を上回ること
‐２つの誘電体膜１００ａが直接的に接触しない界面Σの全てのエリアにおいて、これらの膜が、「寄生」誘電体６００のＰ_Σ個（Ｐ_Σ≧１）の厚さにより局所的に分離されることであり、各厚さは、以下の関係を満たす比誘電率［ε_ｐ ^ｌ］及び誘導強度［Ｅ_ｐ ^ｌ］を有する。
ε_ｐ ^ｌ Ｅ_ｐ ^ｌ≧Ｍｉｎ（ε_ｆ ^ｉ Ｅ_ｆ ^ｉ）
ここで、「ｐ」は「寄生誘電体の厚さ」を意味し、「ｌ」は「ｌ番目」の厚さを示す（１≦ｌ≦Ｐ_Σ）ため、本願は、良質のＶＨＣＦＣが得られることを強調している。超高容量のフィルムコンデンサ１は、少なくとも１つの誘電体膜１００ａから成る誘電体層１００を含む。該誘電体層１００の各誘電体膜１００ｉは、以下のパラメータを有する。
‐ε_ｆ ^ｉ≧１０を満たすような比誘電率［ε_ｆ ^ｉ］
‐０．０５μｍ≦ｅ_ｆ ^ｉ≦５０μｍを満たすような厚さ［ｅ_ｆ ^ｉ］
‐Ｅ_ｆ ^ｉ≧５０Ｖ／μｍを満たすような誘導強度［Ｅ_ｆ ^ｉ］
パラメータにおいて、「ｆ」は「膜」を意味し、ｉ≧１の「ｉ」は、該誘電体層１００の「ｉ番目」の誘電体膜１００ｉを示す。
誘電体層１００は、第１ＥＣＢＳ２００を第２ＥＣＢＳ３００から分離する。これらの２つの構造は、誘電体層１００により分離された対向面Ｓを有する。

換言すると、コンデンサを構成する積重ねは、種々の界面において寄生誘電体エリアが存在することを避けるために、電荷を帯びた２つの構造の対向面に対応するエリアにおいて、最善の状態の下で誘電体膜の表面の１００％が電荷を帯びた構造又は別の誘電体膜と接触するように設計される。

いくつかの誘電体膜から成る誘電体層を有する利点は、誘電体膜の欠陥の影響を最小限にすることである。実際には、Ｎ個の欠陥がＮ個の誘電体膜の積重ねに重ね合わされることは、統計的に可能性が低い（Ｎ≧２）。従って、誘電体膜の欠陥の存在は、積重ねに対して受け入れられないことではない。単一の膜がある場合、欠陥は本質的に受け入れられない。

以下、上述したコンデンサを得られるようにする方法を説明する。

＜実施例１：＞
本実施例の説明において、以下の仮定を考慮する。
‐誘電率ε_ｆ≧１０の主誘電体膜１００は自立していない。主誘電体膜１００は、支持層１０１上に例えば０．０５μｍ〜５０μｍの厚さで押し出すか又はコーティングすることによってのみ製造されうる。
‐支持層１０１（図９）は、比誘電率［ε_ｆ’］及び厚さ［ｅ_ｆ’］を有する、少なくとも片側で金属化される誘電体膜である。
‐誘電体膜１００は、本明細書で上述した意味で、誘電体膜１００が支持層１０１の金属化側と直接的に接触するように、支持層１０１の金属化側で蒸着される。
‐支持層１０１を有する主誘電体膜１００は、例えば真空蒸発などの従来の金属化方法を受けることができる。

本実施例中及び図９〜図１７において、Ｍは金属化側を示す。

主誘電体膜１００の未処理側の第１金属化工程によりこの方法を実施して、本明細書において上述した基本構成を取得する。従って、誘電体膜１００は、２つの対向する電子電荷を帯びた構造と直接的に接触する。

図９は、該工程を実施した結果を示す。

第２工程は、コンデンサ自体を製造することから成る。このために、支持層１０１を備えた金属化誘電体膜１００を自身に巻き付けるか、あるいはこの種のいくつかの同一の構造を積み重ねる必要がある。

支持層１０１の誘電特性は、２つのＥＣＢＳ（この場合、巻き付けられた又は積重ねられた金属化側）との間で相補的絶縁体として働く。従って、コンデンサが支持層１０１に起因するいかなるブレークダウンに関係なく動作できるように、以下の関係を満たす必要がある。
ｅ_ｆ’ Ｅ_ｆ’≧ｅ_ｆ Ｅ_ｆ

このために、［第１変形例］は、未処理側の金属化が主誘電体膜１００の金属化と一致する（これは、金属化が互いにミラーリングすることを意味する）よう注意して、対向する２つの側で金属化される支持層１０１を使用することから成る。従って、２つの金属化側は、その後全く同一のＥＣＢＳとして作用するように、巻付け又は積重ねの際に一致する。

積重ねを動作させることで実施される本第１変形例の結果を示す図１０を参照されたい。

［第２変形例］は、片側のみで金属化される支持層１０１を使用することから成る。

これらの条件下で、支持層１０１の非金属化側は、本明細書で上述した意味で、先験的であり、誘電体膜１００の金属化側と直接的に接触していない。従って、「寄生」誘電体エリアが界面に存在する恐れがある。

この場合、金属化フィルムコンデンサを製造する従来の原則（例えば、熱処理）を満たしつつ、比誘電率ε_ｆ’≦１０を有する支持層１０１を使用するのが有利である。

図１１は、積重ねの一部として、該第２変形例を実施することで得られる結果を示す。

ここでも、これは、例示するために非常に簡略化された表現図である。特に、間隔は、誇張して示され、実際のものではない。

［別の変形例］は、以下の予防策を講じる。
第１予防策は、真空下（通常、圧力≦１０ｍｂａｒ）で巻付け又は積重ね動作を実行する。
第１予防策とは独立した第２予防策は、巻付け又は積重ねの際に空気を漏らすことにより、ＥＣＢＳと誘電体膜との間の直接的な接触を保証する多孔性金属片を金属化層又はそれを補完するものとして使用する。
第１予防策及び第２予防策を補完する第３予防策は、例えば加圧ローラを介して圧力を加えることにより又は巻き付けを行う際に引張角度を適切に制御することにより、巻付け中又は積重ね中に第１予防策及び第２予防策において新しい層の各々が適切にめっきされることを保証する。

＜実施例２：＞
本実施例の説明において、以下の仮定を考慮する。
‐ε_ｆ≧１０の主誘電体膜１００は自立していない。主誘電体膜１００は、支持層３００上に例えば０．０５μｍ〜５０μｍの厚さで押し出すか又はコーティングすることによってのみ製造されうる。
‐支持層３００は金属片である。
‐誘電体膜１００は、本明細書で上述した意味で、誘電体膜１００が支持層３００と直接的に接触するように、支持層３００の少なくとも片側で蒸着される。
‐支持層３００を有する主誘電体膜１００は、先験的であり、従来の金属化方法を受けることができない。

図１２は、金属片３００に基づくそのような誘電体膜を示し、図１３は、それ自体が別の誘電体膜１０１に基づく図１２の構造を示す。

膜１００及び３００が単一で存在するものとして考えられ、上述したものと同様の提案に従わなければならないことを除いて、この最後の構成が前述の構成に非常に近いことはかなり明らかであると思われる。膜１０１及び３０１（図１４）として、膜１００及び３００と同一の性質を有する組立品を使用することが有利となる。それにより、コンデンサの体積容量を倍にできる。これは、実際には誘電体膜１００が支持層３００の両側で蒸着される場合に実行される。それにより、膜１０１と同一であるとみなされる。

図１４は、図１２に示されたようないくつかの構造の積重ねを示し、図１５は、図１３に示されたようないくつかの構造の積重ねを示す。

図１５は、積重ねにおいて他のあらゆる蒸着なしで、ＶＨＦＣの第２極を構成するＥＣＢＳ３０１、並びに双方のＥＣＢＳの間で電気絶縁を課せられ、既に他のＥＣＢＳ３００に支えられている誘電体膜１００及び１０１を示す。

ここでも、重要な［変形例］は、支持層３００を有する主誘電体膜１００が、例えば真空蒸発などの従来の金属化方法を受けることができるということにある。片側で金属化される場合（図１６の積重ねにより示されるような）又は両側で金属化される場合（図１７の積重ねにより示されるような）に関わらず、該変形例は、上述の提案（実施例１、すなわち別の変形例の最後に説明したような提案）と同一の提案に従う。図２４に関するこれらの図１６及び図１７において、層は、それらの面の均一性及び規則性の欠如を示すように波形で示される。しかし、ここでも、これは錯覚にすぎない。

上述した例において、主誘電体膜が自立していなかった実例を選択する。

しかし、自立している主誘電体膜を用いて、本発明に従ってフィルムコンデンサを製造することも可能である。

図１８以降の図を参照して、この態様を以下に詳細に説明する。

＜実施例３：＞
本実施例の説明において、以下の仮定を考慮する。
‐ε_ｆ≧１０の主誘電体膜１００は自立している。主誘電体膜１００は、例えば０．０５μｍ〜５０μｍの厚さで押し出すか又はコーティングすることによってのみ製造されうる。
‐自立膜は、例えば真空蒸発などの従来の金属化方法を受けることができる。

自立膜１００の両側を金属化する第１工程によりこの方法を実施し、本明細書において上述した基本構成を取得する。従って、誘電体膜は、２つの対向する電子電荷を帯びた構造と直接的に接触する。

図１８は、該工程を実施した結果を示す。

図１８以降の図において、Ｍは金属化層を示す。

第２工程は、コンデンサ自体を製造することから成る。このために、両側１００で金属化誘電体膜を巻き付けるか、あるいはこの種のいくつかの同一の構造を積み重ねる必要がある。しかし、第２誘電体膜２００を導入することにより、巻付け中又は積重ね中に２つの金属化側を互いに絶縁する必要がある。

このために、［第１変形例］は、金属化側が一致する（層が互いにミラーリングするように）よう注意して、両側で金属化される誘電体膜２００を使用することから成る。従って、巻付け又は積重ねの際に一致する２つの側は、その後全く同一のＥＣＢＳとして作用する。

この場合、同一の性質を有する膜１００及び２００を使用することにより、コンデンサの体積容量を倍にできることを利用する。

一方、異なる性質（厚さ［ｅ_ｆ’］及び誘導強度［Ｅ_ｆ’］）を有する誘電体膜２００を使用する場合、コンデンサが第２誘電体膜２００に起因するいかなるブレークダウンに関係なく動作できるように、以下の規則を満たす必要がある。
ｅ_ｆ’ Ｅ_ｆ’≧ｅ_ｆ Ｅ_ｆ

積重ねの一部として実施される本第１変形例の結果を示す図１９を参照されたい。

［第２変形例］は、金属化側が誘電体膜１００の金属側のうちの１つと一致するよう注意して、片側のみで金属化される誘電体膜１００を使用することから成る。従って、誘電体膜２００の金属化は、誘電体膜１００の金属化のうちの１つとミラーリングし、巻付け又は積重ねの際に一致する２つの側は、その後全く同一のＥＣＢＳとして作用する。

しかし、誘電体膜２００の非金属化側は、本明細書で上述した意味で、先験的であり、誘電体膜１００の第２金属化側と直接的に接触しない。従って、「寄生」誘電体エリアが界面に存在する恐れがある。

この場合、金属化フィルムコンデンサを製造する従来の原則（例えば、熱処理）を満たしつつ、比誘電率ε_ｆ’≦１０を有する誘電体膜２００を使用するのが有利である。

積重ねの一部として実施される本第２変形例の結果を示す図２０を参照されたい。

ここでも、これは、例示するために非常に簡略化された表現図である。特に、示される間隔は、誇張されており、現実のものを示さない。

別の変形例は、実施例１の最後で提示した原則を使用する。

［第３変形例］は、非金属化誘電体膜２００を使用することから成る。

この場合、誘電体膜２００の両側は、本明細書で上述した意味で、いずれも先験的であり、誘電体膜１００の金属化側と直接的に接触しない。従って、「寄生」誘電体エリアが各界面に存在する恐れがある。

この場合、金属化フィルムコンデンサを製造する従来の原則（例えば、熱処理）を満たしつつ、比誘電率ε_ｆ’≦１０を有する誘電体膜２００を使用するのが有利である。図２０に示されるような表現を同様に蓄積して、該変形例を実施した結果を図２１に示す。

別の変形例は、実施例１の最後で提示した原則を使用する。

＜実施例４：＞
本実施例の説明において、以下の仮定を考慮する。
ε_ｆ≧１０の主誘電体膜１００は自立している。この材料及び０．０５μｍ〜５０μｍの厚さ［ｅ_ｆ］を有する膜は、例えば押出又はコーティングにより製造されうる。

主誘電体膜１００は、先験的であり、従来の金属化方法を受けることができない。

方法は、以下のものを巻き付け（コイル状コンデンサの場合）又は積み重ねる（積層型コンデンサの場合）ことにより実行される。
‐第１ＥＣＢＳを構成する第１金属片３００
‐第１主誘電体膜１００
‐第２ＥＣＢＳを構成する第２金属片４００
‐双方のＥＣＢＳを絶縁するための第２誘電体膜２００（厚さ［ｅ_ｆ’］及び誘導強度［Ｅ_ｆ’］を有する）

積重ねの場合、図２２に示すような構造が得られる。

同一の性質を有する膜１００及び２００を使用するのが有利である。それにより、コンデンサの体積容量を倍にできる。異なる性質（厚さ［ｅ_ｆ’］及び誘導強度［Ｅ_ｆ’］）を有する誘電体膜２００を使用する場合、コンデンサが誘電体膜２００に起因するいかなるブレークダウンに関係なく動作できるように、以下の規則を満たす必要がある。
ｅ_ｆ’ Ｅ_ｆ’≧ｅ_ｆ Ｅ_ｆ

別の可能性として、実施例１の最後で提示した原則を使用する。

主誘電体膜１００が例えば真空蒸発などの従来の金属化方法を受けることができる場合、別の変形例が考えられる。

実際には、コンデンサ構成を使用する間、投入されるべき電源が大きすぎるために単純な金属化では輸送できない場合、あらゆる膜が必要となりうる。

この場合、本発明に係る方法は、主誘電体膜１００の両側の金属化により実行され、本明細書において上述した基本構成を取得する。従って、誘電体膜は、２つの対向するＥＣＢＳと直接的に接触する。

該工程の結果得られる方法を図２３に示す。

第２工程は、コンデンサ自体を製造することから成る。そのためには、上述の方法を適用すれば十分である。

積重ねの場合、図２４に示すような構造が得られる。しかし、各金属化側が金属片と電気的に接続する限り、最後のＥＣＢＳは、金属蒸着及び接触した金属片から成る。従って、主誘電体膜は、２つのＥＣＢＳと直接的に接触したままである。

注目点として、その性質に依存して、誘電体膜２００の両側の金属化が推奨されるが、そうでなくてもよい。同様に、主誘電体膜１００の片側のみが金属化される混合法を考えることができる。この場合、当該方法のほとんどの抑制が必要とする予防策に従う必要がある。

＜概論：＞
金属化フィルムコンデンサ（高抵抗金属化、可変抵抗金属化、取り入れられたヒューズを用いた金属化など）を確保することに固有の既知の技術は、特に詳述する必要なく、上述の全ての金属化膜構成に有利に適用可能である。

しかし、これらの技術により、直接的な接触の９０％だけ閾値を減少させるか、あるいは直接的な接触がないエリアにおいて、上述の条件を満たさない誘電体の存在を認可することができる。そのようにする際、当該全てのエリア上で局所化されるブレークダウンが生じる。しかし、安全装置を適切にサイジングするために、これらのブレークダウン自体が安全でなければならない。結果として、当該エリアの事実上の電気的遮蔽となり、誘電体膜とＥＣＢＳとが１００％直接的に接触する理想的な構成が達成される。これは、反対の接続面を損ねて行われる。その結果、安全なエリアの合計面は減少する。

金属化において取り入れられたヒューズを使用する金属化フィルムコンデンサを確保することに固有の既知の技術は、コンデンサ（すなわち、ヒューズの電気に関して合理的な閉環境）に局所的に貯蔵されたエネルギーと、該ヒューズ及びオプションとして周囲のエリアを動作させる（すなわち、非金属化させる）のに必要なエネルギーとの妥当性の原則に基づいて作用する。そのような技術は、従来の全フィルムコンデンサ、すなわち低い比誘電率ε_ｆ（ε_ｆ＜１０）を有する誘電絶縁体を使用する全フィルムコンデンサには適用できない。

実際には、局所的に使用可能なエネルギーは、ＥＣＢＳとして動作する金属シートに設計されたヒューズを溶かすために必要となるエネルギーと比較して低いままである。これは、高い比誘電率を有する電気絶縁体（ε_ｆ≧１０）により、貯蔵されるエネルギー密度を大幅に増加できるＶＨＣＦＣには当てはまらない。

上述の構成に従って生成され、直接的に取り入れられたヒューズを含む１つ以上のＥＣＢＳ３００及び／又は４００を使用する全フィルムコンデンサは、金属化のためのものであると考えられる。ヒューズを製造する技術は、明らかに異なる。以下の技術が考えられる。
１／固体金属シートから材料を除去する技術であり、残りの材料は、以下によりヒューズを構成する。
‐レーザ又は同一のものによる金属の蒸発
‐金属の押し抜き又は機械式ドリル
‐金属の溶解又は化学エッチング
２／材料を固体金属シートに追加する技術であり、追加された材料の一部は、以下によりヒューズを構成する。
‐溶接又はろう付け、場合によってはヒューズとして動作してもよいブリッジ、あるいは他のあらゆる物理的結合技術
‐クリンチング、スタンピング又は他のあらゆる機械的結合技術

このリストは包括的ではない。

コンデンサを製造すること（マージン、考えられるフィルムオフセット、波形エッジの使用、投影による金属化、熱処理、接続性、パッケージング、電圧不足によるバーンイン、過度な圧力の場合の切断システムなどに関して）に固有の既知の技術は、本明細書で説明した全ての構成に有利に適用可能である。

上述した意味の直接的な接触が誘電体層の各界面において配慮される条件下で、本願において提示したほとんどのものが、単一の誘電体膜ではなく、いくつかの誘電体膜から成る誘電体層に適用されうることは明らかである。

Claims (18)

1. 少なくとも１つの誘電体膜（１００ａ，．．．，１００ｉ）から成る誘電体層（１００）を含む超高容量のフィルムコンデンサ（１）であり、該誘電体層（１００）の誘電体膜（１００ａ，．．．，１００ｉ）の各々が以下のパラメータ：
   ‐ε_ｆ ^ｉ≧１０を満たすような比誘電率［ε_ｆ ^ｉ］
   ‐０．０５μｍ≦ｅ_ｆ ^ｉ≦５０μｍを満たすような厚さ［ｅ_ｆ ^ｉ］
   ‐Ｅ_ｆ ^ｉ≧５０Ｖ／μｍを満たすような誘導強度［Ｅ_ｆ ^ｉ］
   を有し、パラメータにおいて、「ｆ」は「膜」を意味し、ｉ≧１の「ｉ」は、前記誘電体層（１００）の「ｉ番目」の誘電体膜（１００ｉ）を示し、
   該誘電体層（１００）は、電子電荷を帯びた第１構造（２００）を電子電荷を帯びた第２構造（３００）から分離し、これらの２つの構造は、誘電体層（１００）により分離された対向面（Ｓ）を有するフィルムコンデンサであって、
   Ａ）前記誘電体層（１００）と前記第１構造（２００）との間の界面は、以下の要件：
   ‐該第１構造（２００）が前記誘電体層（１００）と直接的に接触する前記対向面（Ｓ）の部分が９０％を上回ること、
   ‐前記誘電体層（１００）が前記第１構造（２００）に直接的に接触しない前記界面の全てのエリアにおいて、それらが「寄生」誘電体（４００）のＮ個（Ｎ≧１）の厚さにより局所的に分離されることであり、各厚さは、以下の関係：
   ε_ｐ ^ｊＥ_ｐ ^ｊ≧Ｍｉｎ（ε_ｆ ^ｉ Ｅ_ｆ ^ｉ）
   を満たす比誘電率［ε_ｐ ^ｊ］及び誘導強度［Ｅ_ｐ ^ｊ］を有し、ここで、「ｐ」は「寄生誘電体の厚さ」を意味し、「ｊ」は「ｊ番目」の厚さを示す（１≦ｊ≦Ｎ）、
   Ｂ）前記誘電体膜（１００）と前記第２構造（３００）との間の界面は、以下の要件：
   ‐前記第２構造（３００）が前記誘電体層（１００）と直接的に接触する前記対向面（Ｓ）の部分が９０％を上回ること、
   ‐誘電体層（１００）が前記第２構造（３００）に直接的に接触しない前記界面の全てのエリアにおいて、それらが「寄生」誘電体（５００）のＭ個（Ｍ≧１）の厚さにより局所的に分離されることであり、各厚さは、以下の関係：
   ε_ｐ ^ｋ Ｅ_ｐ ^ｋ≧Ｍｉｎ（ε_ｆ ^ｉ Ｅ_ｆ ^ｉ）
   を満たす比誘電率［ε_ｐ ^ｋ］及び誘導強度［Ｅ_ｐ ^ｋ］を有し、ここで、「ｐ」は「寄生誘電体の厚さ」を意味し、「ｋ」は「ｋ番目の」厚さを示す（１≦ｋ≦Ｍ）、を満たし、
   以下の追加条件：
   Ｃ）前記誘電体層（１００）が２つ以上の誘電体膜（１００ｉ）から成る場合、２つの誘電体膜（１００ｉ）間のどの界面Σも以下の条件：
   ‐前記２つの誘電体膜（１００ｉ）が直接的に接触する対向面（Ｓ）の部分が９０％を上回ること
   ‐前記２つの誘電体膜（１００ｉ）が直接的に接触しない前記界面Σの全てのエリアにおいて、これらの膜が、「寄生」誘電体（６００）のＰ_Σ個（Ｐ_Σ≧１）の厚さにより局所的に分離されることであり、各厚さは、以下の関係：
   ε_ｐ ^ｌ Ｅ_ｐ ^ｌ≧Ｍｉｎ（ε_ｆ ^ｉ Ｅ_ｆ ^ｉ）
   を満たす比誘電率［ε_ｐ ^ｌ］及び誘導強度［Ｅ_ｐ ^ｌ］を有し、ここで、「ｐ」は「寄生誘電体の厚さ」を意味し、「ｌ」は「ｌ番目」の厚さを示し（１≦ｌ≦Ｐ_Σ）、前記誘電体層は、排他的な鉱物材料を除く、高分子材料から構成されるか、あるいは高分子材料に基づいて構成される、を満たすことが追加されることを特徴とするフィルムコンデンサ。
2. 前記誘電体層（１００）は自立していない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. 以下の連続工程：
   ａ）「支持層」と呼ばれ、比誘電率［ε_ｆ’］及び厚さ［ｅ_ｆ’］を有し、２つの反対側のうちの少なくとも一方が金属化され、誘導強度［Ｅ_ｆ’］を有する第２誘電体層（１０１）を使用する工程と、
   ｂ）前記誘電体層（１００）が前記支持層（１０１）の金属化側と接触するように、前記誘電体層（１００）を該支持層上に蒸着する工程と、
   ｃ）工程ｂ）の終了時に前記誘電体層（１００）の未処理側の金属化に進む工程と、
   ｄ）工程ｃ）の結果得られる膜の集合自体の巻付け又は工程ｃ）の結果得られるいくつかの膜の集合の積重ねに進む工程と、
   を備え、前記誘電体層（１００）及び支持層（１０１）は、以下の関係：
   ｅ_ｆ’ Ｅ_ｆ’≧ｅ_ｆ Ｅ（ｅ_ｆ及びＥ_ｆは請求項１で規定された）
   を満たすことを特徴とする請求項２に記載のフィルムコンデンサを製造する方法。
4. 両側で金属化される支持層（１０１）が使用され、工程ｄ）において、前記誘電体層（１００）の金属化面が、前記支持層（１０１）の両側のうちの一方の金属化面と一致、すなわちミラーリングすることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 両側のうちの一方の金属化支持膜（１０１）が使用され、工程ｄ）において、前記誘電体層（１００）の金属化面が、前記支持層（１０１）の金属化面と一致、すなわちミラーリングすることを特徴とする請求項３に記載の方法。
6. １０以下の比誘電率［ε_ｆ’］を有する支持層（１０１）が使用されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 工程ｄ）は、真空下又は１０ｍｂａｒ以下の圧力で実施されることを特徴とする請求項３から６のいずれか１項に記載の方法。
8. 工程ｄ）において、特に加圧ローラで加圧して又は引張角度を制御して、新しい膜の集合を古い膜の集合の上にめっきすることを特徴とする請求項３から７のいずれか１項に記載の方法。
9. ａ）前記誘電体層（１００）を金属片から成る支持膜（３００）上に蒸着する工程と、
   ｂ）工程ａ）の結果得られる膜の集合を誘電体支持層（１０１）上に蒸着する工程と、
   ｃ）工程ｂ）の結果得られる膜の集合を金属片から成る第２支持膜（４００）上に蒸着する工程と、
   ｄ）工程ｃ）の結果得られる膜の集合自体の巻付け又は工程ｃ）の結果得られるいくつかの膜の集合の積重ねに進む工程と、
   を備えることを特徴とする請求項３に記載の方法。
10. 前記誘電体層（１００、１０１）は同一であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 前記支持膜（３００、４００）は、同一の金属片であることを特徴とする請求項９又は１０に記載の方法。
12. 前記工程ａ）とｂ）との間において、前記誘電体層（１００）の未処理側が金属化されることを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 前記工程ｂ）とｃ）との間において、前記誘電体支持層（１００）の未処理側が金属化されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 工程ｄ）は、真空下又は１０ｍｂａｒ以下の圧力で実施されることを特徴とする請求項９から１３のいずれか１項に記載の方法。
15. 工程ｄ）において、特に加圧ローラで加圧して又は引張り角度を制御して、新しい膜の集合を古い膜の集合の上にめっきすることを特徴とする請求項９から１４のいずれか１項に記載の方法。
16. 多孔性の片が使用されることを特徴とする請求項９から１５のいずれか１項に記載の方法。
17. ヒューズを取り入れる片が使用されることを特徴とする請求項９から１６のいずれか１項に記載の方法。
18. 前記ヒューズの取り入れは、以下の技術：
    ‐前記片から材料を除去し、除去で残った材料が前記ヒューズを構成する技術であり、除去は、金属の溶射、金属の押し抜き又は機械式ドリル、金属の溶解又は化学エッチングなどの技術により実行される技術、
    ‐前記片に材料を追加し、前記片に追加された材料が前記ヒューズを構成する技術であり、追加は、溶接、ろう付け、ブリッジ又はスタンピングなどの技術により実行される技術、
    のうちのいずれかを使用して実行されることを特徴とする請求項１７に記載の方法。