JP2021190664A - Manufacturing method of film capacitor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フィルムコンデンサの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a film capacitor.
図9に示すように、通常、フィルムコンデンサ300は、第1の誘電体フィルム311及びその表面に形成された第1の金属膜315を備える第1の金属化フィルム310と、第2の誘電体フィルム321及びその表面に形成された第2の金属膜325を備える第2の金属化フィルム320とが交互に複数積層された積層体350と、第1の金属膜315に接続された第1の外部電極360と、第2の金属膜325に接続された第2の外部電極370とを備える。
As shown in FIG. 9, the
第1の外部電極360及び第2の外部電極370は、積層体350の端面に金属を溶射することにより形成される。第1の外部電極360が第2の金属膜325に近接又は接触すると、第1の外部電極360と第2の金属膜325の間で短絡が生じ、フィルムコンデンサ300の機能が損なわれる。同様に、第2の外部電極370が第1の金属膜315に近接又は接触すると、第2の外部電極370と第1の金属膜315の間で短絡が生じ、フィルムコンデンサ300の機能が損なわれる。これを避けるために、特許文献1に記載のように、第1の金属化フィルム310及び第2の金属化フィルム320は、第1の金属膜315、第2の金属膜325が形成されていないマージン領域317、327をそれぞれ備え、また、第1の金属化フィルム310及び第2の金属化フィルム320は、互いにオフセットされて積層される。
The first
しかし、マージン領域317、327の大きさ、及び/又は積層時の第1の金属化フィルム310及び第2の金属化フィルム320のオフセット量が、設計値からずれたり、第1の外部電極360及び第2の外部電極370を形成するための溶射の条件がばらついたりすることにより、第1の外部電極360と第2の金属膜325、及び/又は第2の外部電極370と第1の金属膜315が接触したり、両者の間の距離が不足したりして、短絡が引き起こされることがある。
However, the size of the
そこで、本発明は、短絡の発生が抑制されたフィルムコンデンサの製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a film capacitor in which the occurrence of a short circuit is suppressed.
本発明の第一の態様に従えば、
(a)第1の金属化フィルム及び第2の金属化フィルムを含む積層体、前記積層体の第1の端面に形成された第1の外部電極、並びに第1の端面の反対側の第2の端面に形成された第2の外部電極、を含む構造体を準備するステップと、
ここで、第1の金属化フィルムは、収縮可能部を有する第1の誘電体フィルム、及び第1の誘電体フィルムの主面上に形成された第1の金属膜を備え、
第1の金属化フィルムは、第1の金属化フィルムの第1辺に沿って帯状に延在する、第1の金属膜が形成されていないマージン領域と、第1の金属膜が形成された電極領域とを有し、
第1の誘電体フィルムの前記収縮可能部は、第1の金属化フィルムの前記電極領域内に位置するとともに、第1の金属化フィルムの第1辺に平行な方向に帯状に延在し、
第1の金属化フィルムの第1辺から第1の誘電体フィルムの前記収縮可能部までの距離が、第1の金属化フィルムの第1辺に平行な第2辺から第1の誘電体フィルムの前記収縮可能部までの距離よりも小さく、
第2の金属化フィルムは、収縮可能部を有する第2の誘電体フィルム、及び第2の誘電体フィルムの主面上に形成された第2の金属膜を備え、
第2の金属化フィルムは、第2の金属化フィルムの第1辺に沿って帯状に延在する、第2の金属膜が形成されていないマージン領域と、第2の金属膜が形成された電極領域とを有し、
第2の誘電体フィルムの前記収縮可能部は、第2の金属化フィルムの前記電極領域内に位置するとともに、第2の金属化フィルムの第1辺に平行な方向に帯状に延在し、
第2の金属化フィルムの第1辺から第2の誘電体フィルムの前記収縮可能部までの距離が、第2の金属化フィルムの第1辺に平行な第2辺から第2の誘電体フィルムの前記収縮可能部までの距離よりも小さく、
前記積層体において、第1の金属化フィルムと第2の金属化フィルムは積層又は積層巻回され、
第1の外部電極は、第1の金属膜に電気的に接続され、
第2の外部電極は、第2の金属膜に電気的に接続され、
(b)前記収縮可能部を収縮させるステップと、
を含むフィルムコンデンサの製造方法が提供される。
According to the first aspect of the present invention
(A) A laminate containing a first metallized film and a second metallized film, a first external electrode formed on the first end face of the laminate, and a second opposite side of the first end face. A step of preparing a structure, including a second external electrode, formed on the end face of the
Here, the first metallized film includes a first dielectric film having a shrinkable portion and a first metal film formed on the main surface of the first dielectric film.
In the first metallized film, a margin region in which the first metal film was not formed and a margin region in which the first metal film was not formed, extending in a band shape along the first side of the first metallized film, and a first metal film were formed. Has an electrode area and
The shrinkable portion of the first dielectric film is located in the electrode region of the first metallized film and extends in a band shape in a direction parallel to the first side of the first metallized film.
The distance from the first side of the first metallized film to the shrinkable portion of the first dielectric film is parallel to the first side of the first metallized film, from the second side to the first dielectric film. Less than the distance to the shrinkable part of
The second metallized film comprises a second dielectric film having a shrinkable portion and a second metal film formed on the main surface of the second dielectric film.
In the second metallized film, a margin region in which the second metal film was not formed and a second metal film were formed, extending in a band shape along the first side of the second metallized film. Has an electrode area and
The shrinkable portion of the second dielectric film is located in the electrode region of the second metallized film and extends in a band shape in a direction parallel to the first side of the second metallized film.
The distance from the first side of the second metallized film to the shrinkable portion of the second dielectric film is parallel to the first side of the second metallized film, from the second side to the second dielectric film. Less than the distance to the shrinkable part of
In the laminated body, the first metallized film and the second metallized film are laminated or laminated and wound.
The first external electrode is electrically connected to the first metal film and is
The second external electrode is electrically connected to the second metal film and is
(B) The step of contracting the contractable portion and
A method for manufacturing a film capacitor including the above is provided.
本発明の製造方法により、短絡の発生が抑制されたフィルムコンデンサを製造できる。 According to the manufacturing method of the present invention, a film capacitor in which the occurrence of a short circuit is suppressed can be manufactured.
フィルムコンデンサの製造方法は、図1に示すように、第1の金属化フィルムを準備するステップS1と、第2の金属化フィルムを準備するステップS2と、第1の金属化フィルムと第2の金属化フィルムを積層又は積層巻回するステップS3と、金属を溶射するステップS4と、収縮可能部を収縮させるステップS5と、を含む。以下、各ステップを説明する。なお、以下の説明では、第1の誘電体フィルム11及び第2の誘電体フィルム21の厚さ方向をZ軸、Z軸に直交する軸をX軸、Z軸及びX軸に直交する軸をY軸とする直交座標を設定する。また、第1の金属化フィルムを準備するステップS1と、第2の金属化フィルムを準備するステップS2と、第1の金属化フィルムと第2の金属化フィルムを積層又は積層巻回するステップS3と、金属を溶射するステップS4は、自ら行う必要はない。これらのステップにより得ることができる、構造体第1の金属化フィルムと第2の金属化フィルムの積層体、第1の外部電極、及び第2の外部電極を含む構造体を、外部から入手してもよい。
As shown in FIG. 1, a method for manufacturing a film capacitor includes a step S1 for preparing a first metallized film, a step S2 for preparing a second metallized film, a first metallized film, and a second. It includes a step S3 of laminating or laminating and winding a metallized film, a step S4 of spraying a metal, and a step S5 of shrinking a shrinkable portion. Hereinafter, each step will be described. In the following description, the thickness direction of the first
(1)第1の金属化フィルムを準備するステップS1
まず、誘電体フィルムを用意する。誘電体フィルムは、例えば、1〜5μmの厚さを有してよい。誘電体フィルムは、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレン(PP)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリスチレン(PS)、ポリカーボネート(PC)等の誘電材料から形成される。
(1) Step S1 for preparing the first metallized film
First, a dielectric film is prepared. The dielectric film may have a thickness of, for example, 1-5 μm. The dielectric film is made of a dielectric material such as polyvinylidene fluoride (PVDF), polyethylene terephthalate (PET), polypropylene (PP), polyphenylene sulfide (PPS), polyethylene naphthalate (PEN), polystyrene (PS), and polycarbonate (PC). It is formed.
用意した誘電体フィルムを延伸する。延伸は、一軸延伸でもよいし、二軸延伸でもよい。一軸延伸する場合は、X軸方向に延伸してよい。それにより、延伸された誘電体フィルム1(図2参照)を得る。延伸は自ら行わなくてもよく、予め延伸された誘電体フィルム1を入手してもよい。誘電体フィルム1は、Y軸に平行な第1辺12及び第2辺14を有する。
The prepared dielectric film is stretched. The stretching may be uniaxial stretching or biaxial stretching. In the case of uniaxial stretching, it may be stretched in the X-axis direction. Thereby, a stretched dielectric film 1 (see FIG. 2) is obtained. The stretching does not have to be performed by itself, and the previously stretched
次に、図3に示すように、延伸された誘電体フィルム1の、Y軸方向に延在する帯状部分13以外の部分をアニールして、誘電体フィルム1を収縮させ、第1の誘電体フィルム11を得る。例えば、誘電体フィルム1の表面において熱ローラー91をY軸方向に転がすことにより、誘電体フィルム1の帯状部分13以外の部分をアニールできる。アニールされない帯状部分13は、収縮しない。この帯状部分13は、後のステップにおいて加熱により収縮させることができるため、収縮可能部13と呼ぶ。収縮可能部13から第1辺12までの距離D1は、収縮可能部13から第2辺14までの距離D2よりも小さい。
Next, as shown in FIG. 3, the portion of the stretched
図4に示すように、第1の誘電体フィルム11の主面上に第1の金属膜15を形成して、第1の金属化フィルム10を得る。第1の金属化フィルム10は、第1の金属膜15が形成されていないマージン領域17と、第1の金属膜15が形成された電極領域19とを有する。マージン領域17は、第1辺12に沿って帯状に延在する。また、収縮可能部13は、電極領域19内に位置する。マージン領域17の幅(X軸方向の長さ)は、実施形態に係る製造方法により製造されるフィルムコンデンサに印加される電圧に応じて適宜設定してよく、例えば、フィルムコンデンサに100V、200V、400V、500V、800Vの電圧を印加する場合、マージン領域17の幅をそれぞれ、0.1mm以上、0.4mm以上、1mm以上、1.3mm以上、2.4mm以上としてよい。
As shown in FIG. 4, the
第1の金属膜15は、例えば、10〜100nmの厚さを有してよい。第1の金属膜15は、例えば、アルミニウム(Al)、亜鉛(Zn)の膜であってよい。第1の金属膜15は蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法等の任意の薄膜形成方法で形成することができる。また、マージン領域17及び電極領域19は、任意のパターニング方法により形成してよい。
The
以上のようにして、収縮可能部13を有する第1の誘電体フィルム11、及び第1の誘電体フィルム11の主面上に形成された第1の金属膜15を備える、第1の金属化フィルム10が得られる。
As described above, the first metallization including the
なお、延伸した誘電体フィルム1を部分的にアニールする代わりに、誘電体フィルムに部分的にフィラーを含有させることによって、収縮可能部13を有する第1の誘電体フィルム11を形成することもできる。部分的にフィラーを含有させることによって形成される第1の誘電体フィルム11は、収縮可能部13においてフィラーを含有せず、それ以外の部分においてフィラーを含有する。フィラーを含有しない収縮可能部13は、後のステップにおいて熱収縮させることができるが、フィラーを含有する部分は熱収縮しにくい。
Instead of partially annealing the stretched
(2)第2の金属化フィルムを準備するステップS2
第2の金属化フィルム20(図5)は、上述の第1の金属化フィルム10と同様にして作製されるため、詳細な説明は省略する。
(2) Step S2 for preparing the second metallized film
Since the second metallized film 20 (FIG. 5) is manufactured in the same manner as the
第1の金属化フィルム10と同様に、第2の金属化フィルム20は、収縮可能部23を有する第2の誘電体フィルム21、及び第2の誘電体フィルム21の主面上に形成された第2の金属膜25を備える。第2の金属化フィルム20は、第2の金属化フィルム20の第1辺22に沿って帯状に延在する、第2の金属膜25が形成されていないマージン領域27と、第2の金属膜25が形成された電極領域29とを有する。第2の誘電体フィルム21の収縮可能部23は、電極領域29内に位置するとともに、第2の金属化フィルム20の第1辺22に平行な方向に帯状に延在する。第2の金属化フィルム20の第1辺22から収縮可能部23までの距離D3は、第2の金属化フィルム20の第2辺24から収縮可能部23までの距離D4よりも小さい。
Similar to the
(3)積層又は積層巻回するステップS3
図6に示すように、第1の金属化フィルム10と第2の金属化フィルム20を積層又は積層巻回して積層体50を形成する。複数の第1の金属化フィルム10と複数の第2の金属化フィルム20を交互に積層して積層体50を形成してよい。あるいは、少なくとも1枚の長尺の第1の金属化フィルム10と少なくとも1枚の長尺の第2の金属化フィルム20を積層し、これを巻回することにより積層体(巻回体)50を形成してもよい。いずれの場合においても、第1の金属化フィルム10の第2辺14及び第2の金属化フィルム20の第1辺22が積層体50の第1の端面51に位置し、第1の金属化フィルム10の第1辺12及び第2の金属化フィルム20の第2辺24が積層体50の第2の端面53に位置するように、第1の金属化フィルム10と第2の金属化フィルム20を積層する。なお、第2の端面53は、第1の端面51の反対側の端面であり、第1の端面51と第2の端面53はいずれもX軸に対して垂直であってよい。また、第2の金属化フィルム20の第1辺22が第1の金属化フィルム10の第2辺14よりも積層体50の内側に位置するとともに、第1の金属化フィルム10の第1辺12が第2の金属化フィルム20の第2辺24よりも積層体50の内側に位置するように、第1の金属化フィルム10と第2の金属化フィルム20はX軸方向に互いにオフセットされる。なお、第1の金属膜15又は第2の金属膜25(図6では、第1の金属膜15)の絶縁及び保護のために、最上層として別の誘電体フィルム2を積層してよい。この誘電体フィルム2は収縮可能部を有しても有しなくてもよい。
(3) Laminating or laminating and winding step S3
As shown in FIG. 6, the
(4)金属を溶射するステップS4
積層体50の第1の端面51及び第2の端面53のそれぞれに金属を溶射する。それにより、図7に示すように、第1の端面51上に第1の外部電極60が形成され、第2の端面53上に第2の外部電極70が形成される。第1の外部電極60は、第1の金属膜15に電気的に接続される。第2の外部電極70は、第2の金属膜25に電気的に接続される。こうして、第1の金属化フィルム10及び第2の金属化フィルム20を含む積層体50、積層体50の第1の端面51に形成された第1の外部電極60、並びに第1の端面51の反対側の第2の端面53に形成された第2の外部電極70、を含む構造体100が得られる。
(4) Step S4 for spraying metal
Metal is sprayed onto each of the
上述のように、第1の金属化フィルム10には、第1辺12に沿って第1の金属膜15が形成されていないマージン領域17が設けられ、第2の金属化フィルム20には、第1辺22に沿って第2の金属膜25が形成されていないマージン領域27が設けられる。また、第2の金属化フィルム20の第1辺22は第1の金属化フィルム10の第2辺14よりも積層体50の内側に位置し、第1の金属化フィルム10の第1辺12は第2の金属化フィルム20の第2辺24よりも積層体50の内側に位置する。それにより、第1の金属膜15が第2の外部電極70に電気的に接続されること、及び第2の金属膜25は第1の外部電極60に電気的に接続されることが抑制される。しかし、積層体50における第1の金属化フィルム10と第2の金属化フィルム20のオフセット量のずれ、溶射条件のばらつき等の要因により、第1の金属膜15と第2の外部電極70の間の距離及び/又は第2の金属膜25と第1の外部電極60の間の距離が不十分となることがある。この場合、製造されたフィルムコンデンサに電圧を印加すると、第1の金属膜15と第2の外部電極70の間、又は第2の金属膜25と第1の外部電極60の間で、短絡が生じることがある。これを避けるために、後続の収縮可能部を収縮させるステップS5を行う。
As described above, the
(5)収縮可能部を収縮させるステップS5
図8に示すように、第1の誘電体フィルム11の収縮可能部13、及び第2の誘電体フィルム21の収縮可能部23をX軸方向に収縮させて、フィルムコンデンサ200を得る。例えば、構造体100を加熱することにより、収縮可能部13、23を収縮させることができる。収縮可能部13、23の収縮に伴い、第1の金属膜15及び第2の金属膜25も収縮する。それにより、第1の金属膜15と第2の外部電極70の間の距離、及び第2の金属膜25と第1の外部電極60の間の距離が増加する。そのため、第1の金属膜15と第2の外部電極70の間、及び第2の金属膜25と第1の外部電極60の間の短絡の発生を抑制することができる。
(5) Step S5 to contract the contractable part
As shown in FIG. 8, the
収縮可能部13、23のX軸方向の収縮量は、短絡の発生が抑制されるように、フィルムコンデンサ200に印加される電圧に応じて適宜設定してよく、例えば、フィルムコンデンサ200に100V、200V、400V、500V、800Vの電圧を印加する場合、収縮量をそれぞれ、0.1mm以上、0.4mm以上、1mm以上、1.3mm以上、2.4mm以上としてよい。
The amount of shrinkage of the
ステップS4で作製した構造体100を封止用の液状樹脂に浸漬した後に収縮可能部13、23を収縮させてもよく、この場合、封止樹脂を硬化させるための加熱により、収縮可能部13、23を収縮させてもよい。
The
第1の金属化フィルム10及び第2の金属化フィルム20において、収縮可能部13、23は、電極領域19、29内に位置するため、収縮可能部13、23が収縮しても、マージン領域17、27の大きさは維持される。そのため、第1の金属膜15と第2の金属膜25の間の良好な絶縁を保つことができ、第1の金属膜15と第2の金属膜25の間で短絡が発生することを抑制することができる。
In the
第1の金属化フィルム10において、第1辺12から収縮可能部13までの距離D1は、第2辺14から収縮可能部13までの距離D2よりも小さいため(図3参照)、収縮可能部13を収縮させると、第2辺14の位置が変わることなく第1辺12が後退する。そのため、第1の金属膜15と第1の外部電極60の間の電気的接続を維持しながら、第1の金属膜15と第2の外部電極70の間の距離を増加させることができる。同様に、第2の金属化フィルム20において、第1辺22から収縮可能部23までの距離D3は、第2辺24から収縮可能部23までの距離D4よりも小さいため(図4参照)、収縮可能部23を収縮させると、第2辺24の位置が変わることなく第1辺22が後退する。そのため、第2の金属膜25と第2の外部電極70の間の電気的接続を維持しながら、第2の金属膜25と第1の外部電極60の間の距離を増加させることができる。
In the
10 第1の金属化フィルム、11 第1の誘電体フィルム、12 第1辺、13 収縮可能部、14 第2辺、15 第1の金属膜、17 マージン領域、19 電極領域、20 第2の金属化フィルム、21 第2の誘電体フィルム、22 第1辺、23 収縮可能部、24 第2辺、25 第2の金属膜、27 マージン領域、29 電極領域、50 積層体、51 第1の端面、53 第2の端面、60 第1の外部電極、70 第2の外部電極、100 構造体、200 フィルムコンデンサ 10 1st metallized film, 11 1st dielectric film, 12 1st side, 13 shrinkable part, 14 2nd side, 15 1st metal film, 17 margin area, 19 electrode area, 20 second Metallic film, 21 2nd dielectric film, 22 1st side, 23 shrinkable part, 24 2nd side, 25 2nd metal film, 27 margin area, 29 electrode area, 50 laminated body, 51 first End face, 53 second end face, 60 first external electrode, 70 second external electrode, 100 structure, 200 film capacitor
Claims (1)
ここで、第1の金属化フィルムは、収縮可能部を有する第1の誘電体フィルム、及び第1の誘電体フィルムの主面上に形成された第1の金属膜を備え、
第1の金属化フィルムは、第1の金属化フィルムの第1辺に沿って帯状に延在する、第1の金属膜が形成されていないマージン領域と、第1の金属膜が形成された電極領域とを有し、
第1の誘電体フィルムの前記収縮可能部は、第1の金属化フィルムの前記電極領域内に位置するとともに、第1の金属化フィルムの第1辺に平行な方向に帯状に延在し、
第1の金属化フィルムの第1辺から第1の誘電体フィルムの前記収縮可能部までの距離が、第1の金属化フィルムの第1辺に平行な第2辺から第1の誘電体フィルムの前記収縮可能部までの距離よりも小さく、
第2の金属化フィルムは、収縮可能部を有する第2の誘電体フィルム、及び第2の誘電体フィルムの主面上に形成された第2の金属膜を備え、
第2の金属化フィルムは、第2の金属化フィルムの第1辺に沿って帯状に延在する、第2の金属膜が形成されていないマージン領域と、第2の金属膜が形成された電極領域とを有し、
第2の誘電体フィルムの前記収縮可能部は、第2の金属化フィルムの前記電極領域内に位置するとともに、第2の金属化フィルムの第1辺に平行な方向に帯状に延在し、
第2の金属化フィルムの第1辺から第2の誘電体フィルムの前記収縮可能部までの距離が、第2の金属化フィルムの第1辺に平行な第2辺から第2の誘電体フィルムの前記収縮可能部までの距離よりも小さく、
前記積層体において、第1の金属化フィルムと第2の金属化フィルムは積層又は積層巻回され、
第1の外部電極は、第1の金属膜に電気的に接続され、
第2の外部電極は、第2の金属膜に電気的に接続され、
(b)前記収縮可能部を収縮させるステップと、
を含むフィルムコンデンサの製造方法。
(A) A laminate containing a first metallized film and a second metallized film, a first external electrode formed on the first end face of the laminate, and a second opposite side of the first end face. A step of preparing a structure, including a second external electrode, formed on the end face of the
Here, the first metallized film includes a first dielectric film having a shrinkable portion and a first metal film formed on the main surface of the first dielectric film.
In the first metallized film, a margin region in which the first metal film was not formed and a margin region in which the first metal film was not formed, extending in a band shape along the first side of the first metallized film, and a first metal film were formed. Has an electrode area and
The shrinkable portion of the first dielectric film is located in the electrode region of the first metallized film and extends in a band shape in a direction parallel to the first side of the first metallized film.
The distance from the first side of the first metallized film to the shrinkable portion of the first dielectric film is parallel to the first side of the first metallized film, from the second side to the first dielectric film. Less than the distance to the shrinkable part of
The second metallized film comprises a second dielectric film having a shrinkable portion and a second metal film formed on the main surface of the second dielectric film.
In the second metallized film, a margin region in which the second metal film was not formed and a second metal film were formed, extending in a band shape along the first side of the second metallized film. Has an electrode area and
The shrinkable portion of the second dielectric film is located in the electrode region of the second metallized film and extends in a band shape in a direction parallel to the first side of the second metallized film.
The distance from the first side of the second metallized film to the shrinkable portion of the second dielectric film is parallel to the first side of the second metallized film, from the second side to the second dielectric film. Less than the distance to the shrinkable part of
In the laminated body, the first metallized film and the second metallized film are laminated or laminated and wound.
The first external electrode is electrically connected to the first metal film and is
The second external electrode is electrically connected to the second metal film and is
(B) The step of contracting the contractable portion and
How to make a film capacitor, including.
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2020
- 2020-06-04 JP JP2020097838A patent/JP2021190664A/en active Pending
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