JP2023136706A - 金属化フィルム、フィルムコンデンサ、および金属化フィルムの製造方法 - Google Patents
金属化フィルム、フィルムコンデンサ、および金属化フィルムの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023136706A JP2023136706A JP2022042542A JP2022042542A JP2023136706A JP 2023136706 A JP2023136706 A JP 2023136706A JP 2022042542 A JP2022042542 A JP 2022042542A JP 2022042542 A JP2022042542 A JP 2022042542A JP 2023136706 A JP2023136706 A JP 2023136706A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal layer
- film
- metallized film
- atomic ratio
- interface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000011104 metalized film Substances 0.000 title claims abstract description 81
- 239000010408 film Substances 0.000 title claims description 51
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims description 36
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 26
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 120
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 120
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 claims abstract description 57
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 39
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 claims abstract description 21
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 62
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 39
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 38
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 33
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 12
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 6
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 6
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 5
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 claims description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 11
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 11
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 110
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 19
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 15
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 13
- -1 Polyethylene Polymers 0.000 description 10
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 10
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 208000028659 discharge Diseases 0.000 description 7
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 6
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 5
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000001941 electron spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 230000033444 hydroxylation Effects 0.000 description 4
- 238000005805 hydroxylation reaction Methods 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 3
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 2
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 description 2
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000089 Cyclic olefin copolymer Polymers 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004977 Liquid-crystal polymers (LCPs) Substances 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 description 1
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N butene Natural products CC=CC IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003851 corona treatment Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 229940057995 liquid paraffin Drugs 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 239000002120 nanofilm Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- JFNLZVQOOSMTJK-KNVOCYPGSA-N norbornene Chemical compound C1[C@@H]2CC[C@H]1C=C2 JFNLZVQOOSMTJK-KNVOCYPGSA-N 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 1
- 229920001083 polybutene Polymers 0.000 description 1
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 description 1
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920000306 polymethylpentene Polymers 0.000 description 1
- 239000011116 polymethylpentene Substances 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 1
- 229920005606 polypropylene copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229920005629 polypropylene homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 230000003685 thermal hair damage Effects 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Abstract
【課題】優れた耐湿性および耐酸化性に優れる金属化フィルムを提供する。【解決手段】高分子フィルムの少なくとも片面にアルミニウム（Ａｌ）と亜鉛（Ｚｎ）を含む金属層を有する金属化フィルムであって、Ｘ線光電子分光法により測定されるＡｌの原子数比の最大値を示す測定点が、高分子フィルムと金属層との界面と、金属層の中間位置と、の間に存在する、金属化フィルム。【選択図】図１
Description
本発明は、耐湿熱性に優れたコンデンサ用金属化フィルムおよびそれを用いてなるコンデンサに関する。
低炭素化社会の実現に向けて、太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギーや、自動車のＥＶ化などのインフラ市場の拡大、また、スマート都市化の動きが加速するなど、世界的にカーボンニュートラルの実現に向けた動きが活発化している。
このような動きから、電源インフラ用コンデンサにおいても、パワーコンディショナーや充電ステーション、スマートメータなどの市場が拡大しており、これらの用途では、屋外過酷環境での使用や、長期信頼性、高電圧/低ロスといった特性が要求されることから、これらの特性に優れた金属を蒸着した誘電体フィルムからなる金属化フィルムコンデンサの需要が高まっている。
従来からコンデンサ用金属化フィルムの蒸着金属として、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、またはその合金が主として用いられている。Ｚｎについては、融点が４２０℃であり、Ａｌの融点６６０℃に対し低く、蒸着時の誘電体フィルムに与える熱ダメージを軽減できるとともに、コンデンサに交流電圧を印加した際に発生するコロナ放電に対して、Ａｌよりも劣化しにくいという特徴があるが、耐湿性が劣る欠点がある。
一方、Ａｌについては、Ｚｎよりも耐湿性に優れるとともに、導電性が高く、比較的その膜厚を薄く出来る為、コンデンサの絶縁破壊時に流れる短絡電流により、絶縁欠陥部周辺の金属膜を蒸発させて絶縁を回復させる、いわゆる自己回復（セルフヒーリング）性に優れるという特徴があるが、交流電圧を印加した際に発生するコロナ放電により劣化しやすい欠点がある。
このようなＺｎとＡｌの特徴をいかしつつ、欠点を補完する為、ＺｎとＡｌの混合蒸着が用いられており、さらには金属層の上にオイル等の有機物層を形成することによりさらに耐湿性を向上させる技術が用いられている（特許文献１，２）。
しかしながら、従来の技術では益々要求が厳しくなる過酷条件下の使用に対して十分な特性が得られない場合がでてくるようになった。
上記に鑑み、本発明の課題は、優れた耐湿性および耐酸化性に優れる金属化フィルムを提供すること、である。
本発明は、かかる課題を解決するために、以下のような手段を採用する。すなわち、本発明の好ましい一態様は以下である。
（１）高分子フィルムの少なくとも片面にアルミニウム（Ａｌ）と亜鉛（Ｚｎ）を含む金属層を有する金属化フィルムであって、以下に記載の測定条件を用いたＸ線光電子分光法により測定されるＡｌの原子数比の最大値を示す測定点が、高分子フィルムと金属層との界面と、金属層の中間位置と、の間に存在する、金属化フィルム。
＜Ｘ線光電子分光法測定条件＞
・励起Ｘ線 ：ｍｏｎｏｃｈｒｏｍａｔｉｃ ＡｌＫα
・Ｘ線径 ：２００μｍ
・光電子脱出角度 ：４５°（試料面に対する検出器の傾き）
・Ａｒイオンエッチング条件 ：２ｋＶ
・エッチングレート ：１０ｎｍ／ｍｉｎ以内（ＳｉＯ２換算）
・エッチング間隔 ：３ｎｍ（ＳｉＯ２換算）以内／1ステップ。
（２）Ｘ線光電子分光法により測定される前記最大値を示す測定点におけるＡｌの原子数比ＥａｌとＺｎの原子数比Ｅｚｎが下記式を満たす、（１）に記載の金属化フィルム。
Ｅａｌ／（Ｅａｌ＋Ｅｚｎ）×１００≧３０％
（３）金属層に含まれる全てのＡｌに対する、高分子フィルムと金属層との界面から金属層の中間位置との間に存在するＡｌの原子数比率が５０％超過である、（１）または（２）に記載の金属化フィルム。
（４）金属層１００質量％中に含まれるＡｌの比率が１０質量％以下である、（１）から（３）のいずれかに記載の金属化フィルム。
（５）Ｘ線光電子分光法により測定される高分子フィルムと金属層の界面における酸素（Ｏ）の原子数比が２０％以上である、（１）から（４）のいずれかに記載の金属化フィルム。
（６）Ｘ線光電子分光法により測定される高分子フィルムと金属層の界面、前記界面と金属層表面の中間位置、および前記金属層表面におけるＡｌとＺｎの原子数比が下記式を満たす、（１）から（５）のいずれかに記載の金属化フィルム。
ａ１／（ａ１＋ｂ１）×１００≧５０％
ａ２／（ａ２＋ｂ２） ＜ ａ３／（ａ３＋ｂ３） ＜ ａ１／（ａ１＋ｂ１）
ａ１：界面におけるＡｌの原子数比
ａ２：中間位置におけるＡｌの原子数比
ａ３：表面におけるＡｌの原子数比
ｂ１：界面におけるＺｎの原子数比
ｂ２：中間位置におけるＺｎの原子数比
ｂ３：表面におけるＺｎの原子数比
（７）金属層の上にオイル層を有していない（１）から（６）のいずれかに記載の金属化フィルム。
（８）（１）から（７）のいずれかに記載の金属化フィルムを用いてなるフィルムコンデンサ。
（９）ＡｌとＺｎがそれぞれ入った２つ以上の蒸発源を用い、少なくともＡｌとＺｎの金属を同時に蒸着する工程を有する、（１）から（７）のいずれかに記載の金属化フィルムの製造方法。
（１０）金属層の上にオイル層を形成する工程を設けない、（１）から（９）のいずれかに記載の金属化フィルムの製造方法。
（１）高分子フィルムの少なくとも片面にアルミニウム（Ａｌ）と亜鉛（Ｚｎ）を含む金属層を有する金属化フィルムであって、以下に記載の測定条件を用いたＸ線光電子分光法により測定されるＡｌの原子数比の最大値を示す測定点が、高分子フィルムと金属層との界面と、金属層の中間位置と、の間に存在する、金属化フィルム。
＜Ｘ線光電子分光法測定条件＞
・励起Ｘ線 ：ｍｏｎｏｃｈｒｏｍａｔｉｃ ＡｌＫα
・Ｘ線径 ：２００μｍ
・光電子脱出角度 ：４５°（試料面に対する検出器の傾き）
・Ａｒイオンエッチング条件 ：２ｋＶ
・エッチングレート ：１０ｎｍ／ｍｉｎ以内（ＳｉＯ２換算）
・エッチング間隔 ：３ｎｍ（ＳｉＯ２換算）以内／1ステップ。
（２）Ｘ線光電子分光法により測定される前記最大値を示す測定点におけるＡｌの原子数比ＥａｌとＺｎの原子数比Ｅｚｎが下記式を満たす、（１）に記載の金属化フィルム。
Ｅａｌ／（Ｅａｌ＋Ｅｚｎ）×１００≧３０％
（３）金属層に含まれる全てのＡｌに対する、高分子フィルムと金属層との界面から金属層の中間位置との間に存在するＡｌの原子数比率が５０％超過である、（１）または（２）に記載の金属化フィルム。
（４）金属層１００質量％中に含まれるＡｌの比率が１０質量％以下である、（１）から（３）のいずれかに記載の金属化フィルム。
（５）Ｘ線光電子分光法により測定される高分子フィルムと金属層の界面における酸素（Ｏ）の原子数比が２０％以上である、（１）から（４）のいずれかに記載の金属化フィルム。
（６）Ｘ線光電子分光法により測定される高分子フィルムと金属層の界面、前記界面と金属層表面の中間位置、および前記金属層表面におけるＡｌとＺｎの原子数比が下記式を満たす、（１）から（５）のいずれかに記載の金属化フィルム。
ａ１／（ａ１＋ｂ１）×１００≧５０％
ａ２／（ａ２＋ｂ２） ＜ ａ３／（ａ３＋ｂ３） ＜ ａ１／（ａ１＋ｂ１）
ａ１：界面におけるＡｌの原子数比
ａ２：中間位置におけるＡｌの原子数比
ａ３：表面におけるＡｌの原子数比
ｂ１：界面におけるＺｎの原子数比
ｂ２：中間位置におけるＺｎの原子数比
ｂ３：表面におけるＺｎの原子数比
（７）金属層の上にオイル層を有していない（１）から（６）のいずれかに記載の金属化フィルム。
（８）（１）から（７）のいずれかに記載の金属化フィルムを用いてなるフィルムコンデンサ。
（９）ＡｌとＺｎがそれぞれ入った２つ以上の蒸発源を用い、少なくともＡｌとＺｎの金属を同時に蒸着する工程を有する、（１）から（７）のいずれかに記載の金属化フィルムの製造方法。
（１０）金属層の上にオイル層を形成する工程を設けない、（１）から（９）のいずれかに記載の金属化フィルムの製造方法。
本発明によれば、優れた耐湿性および耐酸化性に優れる金属化フィルムを提供することができる。
［金属化フィルム］
図１に本発明の金属化フィルムの一例の断面図を示す。本発明の金属化フィルムの好ましい一態様は、高分子フィルムの少なくとも片面にアルミニウム（Ａｌ）と亜鉛（Ｚｎ）を含む金属層を有する金属化フィルムであって、Ｘ線光電子分光法により測定されるＡｌの原子数比の最大値を示す測定点が、高分子フィルムと金属層との界面と、金属層の中間位置と、の間に存在する金属化フィルムである。本態様とすることで、極めて高い耐湿性および耐酸化性に優れ、コンデンサ素子製造工程における加工性に優れた金属化フィルムを提供することができる。
図１に本発明の金属化フィルムの一例の断面図を示す。本発明の金属化フィルムの好ましい一態様は、高分子フィルムの少なくとも片面にアルミニウム（Ａｌ）と亜鉛（Ｚｎ）を含む金属層を有する金属化フィルムであって、Ｘ線光電子分光法により測定されるＡｌの原子数比の最大値を示す測定点が、高分子フィルムと金属層との界面と、金属層の中間位置と、の間に存在する金属化フィルムである。本態様とすることで、極めて高い耐湿性および耐酸化性に優れ、コンデンサ素子製造工程における加工性に優れた金属化フィルムを提供することができる。
［Ｘ線光電子分光法による測定］
上記した、金属層がアルミニウム（Ａｌ）と亜鉛（Ｚｎ）を含むこと、およびＡｌの原子数比の最大値が、高分子フィルムと金属層との界面と、金属層の中間位置と、の間に存在すること、を求めるためのＸ線光電子分光法による測定方法は以下の方法を採用するものとする。
上記した、金属層がアルミニウム（Ａｌ）と亜鉛（Ｚｎ）を含むこと、およびＡｌの原子数比の最大値が、高分子フィルムと金属層との界面と、金属層の中間位置と、の間に存在すること、を求めるためのＸ線光電子分光法による測定方法は以下の方法を採用するものとする。
＜測定条件＞
・励起Ｘ線 ：ｍｏｎｏｃｈｒｏｍａｔｉｃ ＡｌＫα
・Ｘ線径 ：２００μｍ
・光電子脱出角度 ：４５°（試料面に対する検出器の傾き）
・Ａｒイオンエッチング条件 ：２ｋＶ
・エッチングレート ：１０ｎｍ／ｍｉｎ以内（ＳｉＯ２換算）
・エッチング間隔 ：３ｎｍ（ＳｉＯ２換算）以内／1ステップ。
・励起Ｘ線 ：ｍｏｎｏｃｈｒｏｍａｔｉｃ ＡｌＫα
・Ｘ線径 ：２００μｍ
・光電子脱出角度 ：４５°（試料面に対する検出器の傾き）
・Ａｒイオンエッチング条件 ：２ｋＶ
・エッチングレート ：１０ｎｍ／ｍｉｎ以内（ＳｉＯ２換算）
・エッチング間隔 ：３ｎｍ（ＳｉＯ２換算）以内／1ステップ。
［各層の規定］
本発明において、Ｘ線電子分光法により、表層から高分子フィルム方向に向かって上記記載の条件でエッチングしながら組成分析を行ったとき、最初の測定点となる金属層の最表面を表層（表層基準面）とする。なお、金属層の表面にオイルなどの有機化合物層が存在する場合は、最初にＡｌとＺｎが検出された測定点を表層（表層基準面）とする。また、金属層に由来して炭素（Ｃ）の原子数比率が５０．０％を下回ったあと、炭素（Ｃ）の原子数比率が初めて５０．０％超える測定点の一つ手前の測定点を高分子フィルムと金属層の界面と定義する。これにより算出される表層基準面から高分子フィルムと金属層との界面までのエッチング深さを金属層厚みと定義する。また、金属層の中間位置とは、前記金属層厚みの１／２となる位置と定義する。なお、高分子フィルムはフィルム基材にアンダーコートなど高分子材料でコーティングしたものも含むものとする。
本発明において、Ｘ線電子分光法により、表層から高分子フィルム方向に向かって上記記載の条件でエッチングしながら組成分析を行ったとき、最初の測定点となる金属層の最表面を表層（表層基準面）とする。なお、金属層の表面にオイルなどの有機化合物層が存在する場合は、最初にＡｌとＺｎが検出された測定点を表層（表層基準面）とする。また、金属層に由来して炭素（Ｃ）の原子数比率が５０．０％を下回ったあと、炭素（Ｃ）の原子数比率が初めて５０．０％超える測定点の一つ手前の測定点を高分子フィルムと金属層の界面と定義する。これにより算出される表層基準面から高分子フィルムと金属層との界面までのエッチング深さを金属層厚みと定義する。また、金属層の中間位置とは、前記金属層厚みの１／２となる位置と定義する。なお、高分子フィルムはフィルム基材にアンダーコートなど高分子材料でコーティングしたものも含むものとする。
＜Ａｌの原子数比の最大値を示す測定点＞
Ｘ線光電子分光法により、表層から高分子フィルム方向に向かって上記記載の条件でエッチングしながら組成分析を行い、ＳｉＯ２換算膜厚で、３ｎｍ間隔で求めた全ての測定点において、最もＡｌの原子数比が大きい点をＡｌの原子数比の最大値を示す測定点と定義する。
Ｘ線光電子分光法により、表層から高分子フィルム方向に向かって上記記載の条件でエッチングしながら組成分析を行い、ＳｉＯ２換算膜厚で、３ｎｍ間隔で求めた全ての測定点において、最もＡｌの原子数比が大きい点をＡｌの原子数比の最大値を示す測定点と定義する。
また、本発明において、Ａｌの原子数比の最大値を示す測定点が、高分子フィルムと金属層との界面と、金属層の中間位置と、の間に存在することが重要であるが、この範囲については、高分子フィルムと金属層との界面から１ｎｍ以上金属層側に、また金属層の中間位置から１ｎｍ以上高分子フィルム側の範囲と定義する。
本発明の金属化フィルムについて、前記高分子フィルムの少なくとも片面にアルミニウム（Ａｌ）と亜鉛（Ｚｎ）を含む金属層を有することが好ましい。前記金属層が少なくともＡｌとＺｎを含むことにより、水分による金属層の劣化軽減と交流電圧印加により発生するコロナ放電による金属層の酸化劣化の軽減を両立することが出来る。一方で、発明者らは、Ａｌの原子数比の最大値を示す測定点の位置によってその効果が異なることを見出した。すなわち、Ａｌの原子数比の最大値を示す測定点が界面と中間位置との間になるよう調整することにより、金属層の劣化低減効果をより大きなものとすることが出来ることを見出した。そのメカニズムとして、本発明者らは以下のように推測している。
Ａｌについては、高分子フィルムとの界面付近で、フィルムが含有する水分やフィルム側から侵入する水分により、水酸化や酸化が進行することにより、酸化膜保護層を形成し、金属層表層側への水酸化や酸化が抑制できる。同様に金属層表層側においてもＡｌが存在することにより、水分による金属層の劣化を軽減することが出来るが、表層側においては、コンデンサにした場合の交流電圧印加により発生するコロナ放電によるＡｌの酸化劣化が進行しやすくなることから、高分子フィルム界面側と同様にＡｌ原子数比を高くしすぎることは逆効果となる。
これに対し、Ａｌの原子数比の最大値を示す測定点を、高分子フィルムと金属層との界面と、金属層の中間位置と、の間に調整することにより、界面側からの水分による金属層の劣化と表層側からのコロナ放電による金属層の劣化低減を両立することが可能となることを見出した。とくに、水分の侵入の観点では、空気と直接触れうる金属層表層にＡｌの原子数比の最大値を示す測定点があると効果的に思われるところであったが、実際のところ、それとは異なり、本願のようにＡｌの原子数比の最大値を示す測定点を、高分子フィルムと金属層との界面と、金属層の中間位置と、の間に存在させることにより優れた耐湿熱性とコロナ放電によるＡｌの酸化劣化耐性をえることができることがわかり、本発明に至っている。
また、水分の侵入の観点から、ある程度は界面から金属層表層との間にもＡｌが存在することが好ましく、Ａｌの原子数の最大値位置が、高分子フィルムと金属層の界面に位置する場合、界面から金属層表層にかけて存在するＡｌ原子数比が不足する為、水分による金属層の劣化軽減効果が十分に得られなくなると考えている。
上記した金属化フィルムを得るための方法として、ＡｌとＺｎの両金属を同時に蒸着する工程で形成する場合であれば、ＡｌとＺｎがそれぞれ入った蒸発源を設けること、そしてＡｌとＺｎがそれぞれ入った蒸発源の設置間距離を調節する方法を好ましく例示することができる。
また、本発明において、さらには前記Ｘ線光電子分光法により測定される前記最大値を示す測定点におけるＡｌの原子数比ＥａｌとＺｎの原子数比Ｅｚｎが下記式１を満たす金属化フィルムであることが好ましい。
式１：Ｅａｌ／（Ｅａｌ＋Ｅｚｎ）×１００≧３０％。
式１：Ｅａｌ／（Ｅａｌ＋Ｅｚｎ）×１００≧３０％。
式１すなわち、Ａｌの原子数比の最大値を示す測定点におけるＺｎ原子数比とＡｌ原子数比の和に対するＡｌ原子数比率を３０％以上とすることで、界面側のＡｌ比率を十分高くすることができ、界面側からの水分による金属層の水酸化や酸化の進行を抑制することができる。また、金属層中間位置から表層にかけてのＡｌ原子数比を最適に調整することが出来、表層側からの水分による水酸化や酸化の進行とコロナ放電による酸化進行を抑制することが出来る。
また、上記観点から、より好ましい態様として、Ｅａｌ／（Ｅａｌ＋Ｅｚｎ）×１００≧５０％、さらに好ましい態様として、Ｅａｌ／（Ｅａｌ＋Ｅｚｎ）×１００≧８０％、とすることである。
なお、金属層中間から表層にかけてのＡｌ比率を最適に調整する観点から９９．９％≧Ｅａｌ／（Ｅａｌ＋Ｅｚｎ）×１００であることが好ましく、同様の観点から８５％＞Ｅａｌ／（Ｅａｌ＋Ｅｚｎ）であることがより好ましい。
本発明において、金属層は少なくともＡｌとＺｎを含むが、金属層に含まれる全てのＡｌに対する、高分子フィルムと金属層との界面から金属層の中間位置との間に存在するＡｌの原子数比率を５０％超過とすることが好ましい。本態様とすることにより、高分子フィルム側から侵入する水分による金属層の劣化をより軽減できるとともに、金属層表層側のコロナ放電による劣化を軽減することが出来る。
本発明において、金属層１００質量％に含まれるＡｌの比率は１０質量％以下であることが好ましい。一般的にＺｎを主とするＡｌとＺｎの合金において、Ａｌ比率を高くすることにより耐湿性が向上することが知られているが、Ａｌ比率が高すぎると、交流課電下における耐コロナ性が悪化する場合がある。全金属層中のＡｌ比率を１０質量％以下とすることで、耐湿性と耐コロナ性を両立することが出来る。質量比率は実施例に記載の蛍光Ｘ線分析装置を用いて測定するものとする。
本発明において、金属層１００質量％に含まれるＡｌの比率とＺｎの比率との和は９０質量％以上であることが好ましく、９９質量％以上がより好ましく、１００質量％であることが更に好ましい。
本発明の金属化フィルムは、Ｘ線光電子分光法により測定される高分子フィルムと金属層の界面における全原子のうち、Ｏ（酸素）の原子数比が２０％以上であることが好ましい。高分子フィルムと金属層の界面におけるＯ（酸素）の原子数比を２０％以上とすることにより、高分子フィルム側からの水分侵入に対し、酸化膜保護膜として機能することで優れた耐湿性を発現するものと考えている。
なお、本発明の金属層は、少なくともＡｌとＺｎを含むが、上記要件を満たせば、他の元素、例えば、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｃｏ、Ｍｎ等を本発明の効果を阻害しない範囲で含むことができる。
また、本発明の金属化フィルムは、Ｘ線光電子分光法により測定される高分子フィルムと金属層の界面、前記界面と金属層表面の中間位置、および前記金属層表面におけるＡｌとＺｎの原子数比が下記式２および／または３を満たすことが好ましく、下記式２および３を満たすことが好ましい。
式２：ａ１／（ａ１＋ｂ１）×１００≧５０％
式３：ａ２／（ａ２＋ｂ２） ＜ ａ３／（ａ３＋ｂ３） ＜ ａ１／（ａ１＋ｂ１）
ａ１：界面におけるＡｌの原子数比
ａ２：中間位置におけるＡｌの原子数比
ａ３：表面におけるＡｌの原子数比
ｂ１：界面におけるＺｎの原子数比
ｂ２：中間位置におけるＺｎの原子数比
ｂ３：表面におけるＺｎの原子数比。
式２：ａ１／（ａ１＋ｂ１）×１００≧５０％
式３：ａ２／（ａ２＋ｂ２） ＜ ａ３／（ａ３＋ｂ３） ＜ ａ１／（ａ１＋ｂ１）
ａ１：界面におけるＡｌの原子数比
ａ２：中間位置におけるＡｌの原子数比
ａ３：表面におけるＡｌの原子数比
ｂ１：界面におけるＺｎの原子数比
ｂ２：中間位置におけるＺｎの原子数比
ｂ３：表面におけるＺｎの原子数比。
［式２、式３］
ａ１／（ａ１＋ｂ１）×１００を５０％以上とすることで、高分子フィルム界面におけるＺｎに対する亜鉛の原子数比を高くすることが出来、高分子フィルム界面側から侵入する水分による金属層の劣化を抑えることが出来る。また、さらにａ２／（ａ２＋ｂ２） ＜ ａ３／（ａ３＋ｂ３） ＜ ａ１／（ａ１＋ｂ１）とすることで、高分子フィルム界面側において、Ｚｎに対して最もＡｌの原子数比が高く、次いで、金属層表面側において、Ｚｎに対するＡｌの原子数比が高くなる構成となり、高分子フィルム界面側からの水分影響による劣化を抑制するとともに、金属層表面側においても、表層側からの水分の影響による劣化軽減と、交流電圧印加時のコロナ放電による劣化軽減を両立させることが可能となる。同様の観点から、ａ３／（ａ３＋ｂ３）×１００ ≦ ４５％であることが好ましく、５％≦ ａ３／（ａ３＋ｂ３）×１００ ≦ ３５％であることがより好ましく、１３％≦ ａ３／（ａ３＋ｂ３）×１００ ≦ ３５％であることがさらに好ましい。
ａ１／（ａ１＋ｂ１）×１００を５０％以上とすることで、高分子フィルム界面におけるＺｎに対する亜鉛の原子数比を高くすることが出来、高分子フィルム界面側から侵入する水分による金属層の劣化を抑えることが出来る。また、さらにａ２／（ａ２＋ｂ２） ＜ ａ３／（ａ３＋ｂ３） ＜ ａ１／（ａ１＋ｂ１）とすることで、高分子フィルム界面側において、Ｚｎに対して最もＡｌの原子数比が高く、次いで、金属層表面側において、Ｚｎに対するＡｌの原子数比が高くなる構成となり、高分子フィルム界面側からの水分影響による劣化を抑制するとともに、金属層表面側においても、表層側からの水分の影響による劣化軽減と、交流電圧印加時のコロナ放電による劣化軽減を両立させることが可能となる。同様の観点から、ａ３／（ａ３＋ｂ３）×１００ ≦ ４５％であることが好ましく、５％≦ ａ３／（ａ３＋ｂ３）×１００ ≦ ３５％であることがより好ましく、１３％≦ ａ３／（ａ３＋ｂ３）×１００ ≦ ３５％であることがさらに好ましい。
本発明の金属化フィルムの金属層厚みは５ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが好ましい。本態様とすることにより、金属蒸着フィルムの特徴である自己回復性と電気特性を両立することができる。なお、金属層の厚みはＸ線光電子分光法による測定の際の表層基準面と金属層の界面の間におけるＳｉＯ２換算膜厚をいう。
本発明の金属化フィルムは耐湿熱性の観点から金属層の上にオイル層を有していてもよいが、金属層自体で十分に耐湿熱性や耐コロナ性を有することから、金属層の上にオイル層を有していないことがより好ましい態様である。金属層の上にオイル層を有していないことにより、フィルムの滑り性が悪化してコンデンサ製造工程のフィルム搬送や巻き取り、プレス工程での加工不良が多くなるなどのトラブルを減らすことができる。なお、オイルとしては後述するオイルを例示できる。
本発明の金属化フィルムを用いることにより、優れた耐湿熱性と耐コロナ性を両立し、過酷環境下の使用においても、容量低下の少ない優れた金属化フィルムコンデンサを得ることが可能となる。
本発明の金属化フィルムの製造方法は、例えば、高分子フィルム上に長手方向に連続した非蒸着マージンを形成する工程と、金属層を設ける工程で作製される。これらを同一工程で実施する方法として、真空蒸着機を使用することが好ましい。
高分子フィルム上に長手方向に連続した非蒸着マージンを形成する工程は、シリコーン系オイル、フッ素系オイル、流動パラフィンなどのオイルを用いる方法がある。この他の方法として、テープ、レーザーを用いる方法があるが、いずれの方法でも所定の幅で非蒸着部分が長手方向連続的に形成されれば良く、特に方法に限定されない。これらの中でも高速かつ簡便に非蒸着マージンを形成する方法として、フッ素オイルを用いる方法が好ましい。オイル蒸発機の中にフッ素オイルを入れて、加熱、蒸発させ、オイル蒸発器上部に設けられたスリットを通して、フィルム基材に長手方向の非蒸着マージンを形成することができる。
金属層を形成する方法は、高分子フィルムを真空蒸着機内の巻出軸から巻出して高分子フィルムを冷却ドラム上で冷却しながら、ＡｌとＺｎがそれぞれ入った蒸発源から誘導加熱法もしくは抵抗加熱法、電子ビーム法などにより加熱・溶融させ、両金属を同時に蒸着する工程で形成することができる。この場合において、ＡｌとＺｎがそれぞれ入った蒸発源の設置間距離が重要である。すなわち、ＡｌとＺｎの蒸発源の距離が近すぎる場合、前記Ａｌの原子数比の最大値を示す測定点の位置が高分子フィルムとの界面位置付近に形成されるとともに、金属層中間から表層にかけてのＡｌ比率が高くなりすぎるため、界面側からの劣化とともに、表層側からの劣化を抑制する効果が不十分となる。ＡｌとＺｎの蒸発源の設置間距離を最適に調整することにより、目的とする前記Ａｌの原子数比の最大値を示す測定点の位置を調整することができる。また、金属層の厚み（表面抵抗値）はそれぞれの蒸発源温度やフィルム搬送速度により所望の値となるよう調整できる。
なお、金属層については、幅方向に等間隔に形成された前記非蒸着マージン部間の金属層中央部に、ヘビーエッジ部と称する厚膜部分を設けることが出来る。ヘビーエッジ部を設けることにより、コンデンサ素子においてメタリコン電極との機械的な接続強度が高くなり、コンデンサの信頼性を向上させることが出来る。
このようにして得られた金属化フィルムはコンデンサ用フィルムとして好ましく用いることができ、公知の方法で積層もしくは巻回してコンデンサを得ることができる。
また、金属化フィルムを製造する工程において、金属層の上にオイル層を形成する工程を設けないことが好ましい。金属層の上にオイル層が無いことにより、フィルムの滑り性が悪化してコンデンサ製造工程のフィルム搬送や巻き取り、プレス工程での加工不良が多くなるなどのトラブルを減らすことができる。もちろん、オイル層を設ける工程が不要となり金属化フィルムの生産性が向上する。なお、オイルとしては上述したオイルを例示できる。
［高分子フィルム］
本発明に用いられる高分子フィルムは、金属層が蒸着などにより形成できるものであれば特に限定されないが、ポリエチレン、無延伸あるいは延伸ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、シクロオレフィン系ポリマー、ノルボルネン系ポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、液晶ポリマーなどの単体、またはこれら２種以上の混合物並びにポリマーアロイからなる有機高分子フィルムが好ましく、コンデンサを形成した場合の耐電圧特性、誘電正接特性、絶縁抵抗特性に優れる点から、無延伸あるいは延伸のポリプロピレン系フィルムが特に好ましく用いられる。ポリプロピレン系フィルムは、ポリプロピレンのホモポリマーからなるフィルム以外に、プロピレンと他のαーオレフィン（例えばエチレン、ブテンなど）の共重合体からなるフィルムであっても、またポリプロピレンと他のα－オレフィン重合体（例えばポリエチレン、ポリブテンなど）とのブレンド品からなるフィルムであっても構わない。
本発明に用いられる高分子フィルムは、金属層が蒸着などにより形成できるものであれば特に限定されないが、ポリエチレン、無延伸あるいは延伸ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、シクロオレフィン系ポリマー、ノルボルネン系ポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、液晶ポリマーなどの単体、またはこれら２種以上の混合物並びにポリマーアロイからなる有機高分子フィルムが好ましく、コンデンサを形成した場合の耐電圧特性、誘電正接特性、絶縁抵抗特性に優れる点から、無延伸あるいは延伸のポリプロピレン系フィルムが特に好ましく用いられる。ポリプロピレン系フィルムは、ポリプロピレンのホモポリマーからなるフィルム以外に、プロピレンと他のαーオレフィン（例えばエチレン、ブテンなど）の共重合体からなるフィルムであっても、またポリプロピレンと他のα－オレフィン重合体（例えばポリエチレン、ポリブテンなど）とのブレンド品からなるフィルムであっても構わない。
高分子フィルムには本発明の目的とする特性に支障を及ぼさない範囲で公知の添加剤として、滑剤や可塑剤などが含まれてもよい。また、高分子フィルムの表面はコロナ放電処理、火炎処理、プラズマ処理などの表面処理、或いは、接着剤のコーティング層、樹脂コーティング層、溶融押し出しによる樹脂層が積層されていても構わない。なお、高分子フィルムの表面に形成される層、例えば接着剤のコーティング層、樹脂コーティング層、溶融押し出しによる樹脂層などは、高分子フィルムに含まれる（高分子フィルムの一部である）。
本発明で使用する高分子フィルムの厚みは、特に制限はなく、コンデンサを使用する用途に応じて適宜決定できるが、コンデンサの小型化、高容量化の観点から、０．１μｍ以上１０μｍ以下が好ましく、より好ましくは１μｍ以上７μｍ以下である。
以下、本発明を実施例に基づき、具体的に説明する。ただし、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
［評価方法］
まず、各実施例および比較例における評価方法を説明する。
まず、各実施例および比較例における評価方法を説明する。
（１）金属層の組成分布
金属層の組成分析は、Ｘ線電子分光法（ＸＰＳ法）により行った。アルゴイオンエッチングを用いたスパッタリングにより、金属層表面から高分子フィルム方向に向けて、１回のエッチング毎に組成比率を分析した。ＸＰＳ法の測定条件は以下のとおりである。
・装置 ：ＱｕａｎｔｅｒａＳＸＭ（Ｕｌｖａｃ－ＰＨＩ社製）
・励起Ｘ線 ：ｍｏｎｏｃｈｒｏｍａｔｉｃ ＡｌＫα
・Ｘ線径 ：２００μｍ
・光電子脱出角度 ：４５°（試料面に対する検出器の傾き）
・Ａｒイオンエッチング条件 ：２ｋＶ
・エッチングレート ：１０ｎｍ／ｍｉｎ以内（ＳｉＯ２換算）
・エッチング間隔 ：３ｎｍ（ＳｉＯ２換算）以内／1ステップ。
金属層の組成分析は、Ｘ線電子分光法（ＸＰＳ法）により行った。アルゴイオンエッチングを用いたスパッタリングにより、金属層表面から高分子フィルム方向に向けて、１回のエッチング毎に組成比率を分析した。ＸＰＳ法の測定条件は以下のとおりである。
・装置 ：ＱｕａｎｔｅｒａＳＸＭ（Ｕｌｖａｃ－ＰＨＩ社製）
・励起Ｘ線 ：ｍｏｎｏｃｈｒｏｍａｔｉｃ ＡｌＫα
・Ｘ線径 ：２００μｍ
・光電子脱出角度 ：４５°（試料面に対する検出器の傾き）
・Ａｒイオンエッチング条件 ：２ｋＶ
・エッチングレート ：１０ｎｍ／ｍｉｎ以内（ＳｉＯ２換算）
・エッチング間隔 ：３ｎｍ（ＳｉＯ２換算）以内／1ステップ。
（２）金属層のＡｌ量、Ｚｎ量
理学電気工業（株）製の自動蛍光Ｘ線分析装置（ＲＩＸ３０００）を用いて試料板の上にフィルムをのせ、１０ｍｍφの測定面積でＡｌ、Ｚｎ元素のそれぞれの含有量を測定した。
理学電気工業（株）製の自動蛍光Ｘ線分析装置（ＲＩＸ３０００）を用いて試料板の上にフィルムをのせ、１０ｍｍφの測定面積でＡｌ、Ｚｎ元素のそれぞれの含有量を測定した。
（３）表面抵抗値
ヘビーエッジ部（非蒸着マージンに対向する長手方向の端部側の金属層が厚い部分）の膜抵抗を測定する場合は、非蒸着マージンに対向する長手方向の金属層端部から幅方向に３ｍｍ、長手方向に２５０ｍｍを切り出し、測定サンプルとした。ヘビーエッジ部以外の膜抵抗を測定する場合は、長手方向の非蒸着マージンと金属膜の界面から幅方向に５ｍｍ、長手方向に２５０ｍｍを切り出し、測定サンプルとした。
ヘビーエッジ部（非蒸着マージンに対向する長手方向の端部側の金属層が厚い部分）の膜抵抗を測定する場合は、非蒸着マージンに対向する長手方向の金属層端部から幅方向に３ｍｍ、長手方向に２５０ｍｍを切り出し、測定サンプルとした。ヘビーエッジ部以外の膜抵抗を測定する場合は、長手方向の非蒸着マージンと金属膜の界面から幅方向に５ｍｍ、長手方向に２５０ｍｍを切り出し、測定サンプルとした。
４端子法により１００ｍｍの電極間の金属抵抗を測定し、測定値に（測定幅×電極間距離）を掛けて、幅１０ｍｍ、電極間距離１０ｍｍあたりの膜抵抗を算出した。単位はΩ／□と表示する。
（４）コンデンサの課電耐湿熱性評価
各水準の蒸着フィルムから作製されたコンデンサ素子各１０個を、温度８５℃、相対湿度８５%の雰囲気下で、電圧３１０ＶＡＣとなるように交流電圧を印加し、１０００時間経過後の静電容量変化率ΔＣ／Ｃ×１００（％）を測定した。
各水準の蒸着フィルムから作製されたコンデンサ素子各１０個を、温度８５℃、相対湿度８５%の雰囲気下で、電圧３１０ＶＡＣとなるように交流電圧を印加し、１０００時間経過後の静電容量変化率ΔＣ／Ｃ×１００（％）を測定した。
ここで、Ｃ（μＦ）は耐湿性試験前の静電容量、ΔＣ（μＦ）は耐湿性試験後の静電容量変化量（＝耐湿性試験後の静電容量（μＦ）－耐湿性試験前の静電容量（μＦ））であり、静電容量変化率ΔＣ／Ｃ×１００は増加方向を＋、減少方向を－で表した。１０個の素子の測定値の平均を算出した。静電容量変化率の絶対値が小さいものほど良好である。
なお、耐湿性評価におけるコンデンサ素子の静電容量は、安藤電気株式会社製ＴＹＰＥ ＡＧ－４３１１ ＬＣＲＭＥＴＥＲを用いて、１ＶＡＣ×１ｋＨｚを課電して測定した。
［実施例１］
高分子フィルムとして幅６４０ｍｍ、厚み６．０μｍの２軸延伸ポリプロピレンフィルム（東レ（株）製：“トレファン”（登録商標）２１７２）を用いた。まず図２に示す装置の真空蒸着機上室の繰り出し軸より高分子フィルムを繰り出し、予めオイル蒸発器の中に供給しておいたフッ素系オイルを９０℃以上に加熱し、オイル蒸発器上部に設けられたスリットを通して、高分子フィルムの長手方向に幅３．０ｍｍの非蒸着マージン部を形成した。
高分子フィルムとして幅６４０ｍｍ、厚み６．０μｍの２軸延伸ポリプロピレンフィルム（東レ（株）製：“トレファン”（登録商標）２１７２）を用いた。まず図２に示す装置の真空蒸着機上室の繰り出し軸より高分子フィルムを繰り出し、予めオイル蒸発器の中に供給しておいたフッ素系オイルを９０℃以上に加熱し、オイル蒸発器上部に設けられたスリットを通して、高分子フィルムの長手方向に幅３．０ｍｍの非蒸着マージン部を形成した。
次いで、減圧された真空蒸着機下室の冷却ドラム下部に配置されたＡｌ蒸発源とＺｎ蒸発源の設置距離を調整することにより目的のＡｌとＺｎの組成分布をもった混合金属層を形成した。なお、Ａｌの含有比率は、６質量％となるよう、また、表面抵抗値は、ヘビーエッジ部で２～３Ω／□、アクティブ部で８～１０Ω／□となるよう、各蒸発源温度と高分子フィルムの搬送速度を調整し巻取り軸で巻き取り金属化フィルムを得た。得られた金属化フィルムについて、上述した評価を行った。結果を表１に示す。
次いで、得られた金属化フィルムをフィルム幅１４ｍｍ、非蒸着マージン幅１．５ｍｍになるように裁断し、リールを作製した。得られたリール２つを互いに非蒸着マージンが反対面になるよう重ね、ずらし幅を１．０ｍｍとして巻回し、金属化フィルムコンデンサ素子を作製した。ここで、作製後のフィルムコンデンサの静電容量は５００ｐＦになるように巻回長さを調整した。次に、得られた素子を圧力２５ｋｇ／ｃｍ２、温度１０５℃、プレス時間５分の条件でプレスして素子を扁平型にし、メタリコン処理、電極端子のはんだ付けを行い、フィルムコンデンサを作製した。得られたフィルムコンデンサ素子をエポキシ樹脂製外装ケースに入れ、２液性注型エポキシ樹脂を充填して温度１００℃で２時間加熱、硬化して、外装ケース入りのフィルムコンデンサ素子を作製し上述した評価を行った。結果を表１に示す。
［実施例２］
Ａｌ蒸発源とＺｎ蒸発源の設置距離を調整することによりＡｌとＺｎ組成分布を変更するとともに、Ａｌの含有比率が、７質量％となるよう、各蒸発源温度を調整した以外は、実施例１と同様にして金属化フィルムを得た。得られた金属化フィルムについて、上述した評価を行った。結果を表１に示す。
Ａｌ蒸発源とＺｎ蒸発源の設置距離を調整することによりＡｌとＺｎ組成分布を変更するとともに、Ａｌの含有比率が、７質量％となるよう、各蒸発源温度を調整した以外は、実施例１と同様にして金属化フィルムを得た。得られた金属化フィルムについて、上述した評価を行った。結果を表１に示す。
次いで、得られた金属化フィルムを使用し、実施例１と同様にして外装入りのフィルムコンデンサ素子を作製し上述した評価を行った。結果を表１に示す。
［実施例３］
Ａｌ蒸発源とＺｎ蒸発源の設置距離を調整することによりＡｌとＺｎ組成分布を変更した以外は、実施例１と同様にして金属化フィルムを得た。得られた金属化フィルムについて、上述した評価を行った。結果を表１に示す。
Ａｌ蒸発源とＺｎ蒸発源の設置距離を調整することによりＡｌとＺｎ組成分布を変更した以外は、実施例１と同様にして金属化フィルムを得た。得られた金属化フィルムについて、上述した評価を行った。結果を表１に示す。
次いで、得られた金属化フィルムを使用し、実施例１と同様にして外装入りのフィルムコンデンサ素子を作製し上述した評価を行った。結果を表１に示す。
［実施例４］
Ａｌ蒸発源とＺｎ蒸発源の設置距離を調整することによりＡｌとＺｎ組成分布を変更するとともに、Ａｌの含有比率が、５質量％となるよう、各蒸発源温度を調整した以外は、実施例１と同様にして金属化フィルムを得た。得られた金属化フィルムについて、上述した評価を行った。結果を表１に示す。
Ａｌ蒸発源とＺｎ蒸発源の設置距離を調整することによりＡｌとＺｎ組成分布を変更するとともに、Ａｌの含有比率が、５質量％となるよう、各蒸発源温度を調整した以外は、実施例１と同様にして金属化フィルムを得た。得られた金属化フィルムについて、上述した評価を行った。結果を表１に示す。
次いで、得られた金属化フィルムを使用し、実施例１と同様にして外装入りのフィルムコンデンサ素子を作製し上述した評価を行った。結果を表１に示す。
［実施例５］
Ａｌ蒸発源とＺｎ蒸発源の設置距離を調整することによりＡｌとＺｎ組成分布を変更するとともに、Ａｌの含有比率が、２．５質量％となるよう、各蒸発源温度を調整した以外は、実施例１と同様にして金属化フィルムを得た。得られた金属化フィルムについて、上述した評価を行った。結果を表１に示す。
Ａｌ蒸発源とＺｎ蒸発源の設置距離を調整することによりＡｌとＺｎ組成分布を変更するとともに、Ａｌの含有比率が、２．５質量％となるよう、各蒸発源温度を調整した以外は、実施例１と同様にして金属化フィルムを得た。得られた金属化フィルムについて、上述した評価を行った。結果を表１に示す。
次いで、得られた金属化フィルムを使用し、実施例１と同様にして外装入りのフィルムコンデンサ素子を作製し上述した評価を行った。結果を表１に示す。
［比較例１］
Ａｌ蒸発源とＺｎ蒸発源の設置距離を調整することによりＡｌとＺｎ組成分布を変更するとともに、Ａｌの含有比率が、７質量％となるよう、各蒸発源温度を調整した以外は、実施例１と同様にして金属化フィルムを得た。得られた金属化フィルムについて、上述した評価を行った。結果を表１に示す。
Ａｌ蒸発源とＺｎ蒸発源の設置距離を調整することによりＡｌとＺｎ組成分布を変更するとともに、Ａｌの含有比率が、７質量％となるよう、各蒸発源温度を調整した以外は、実施例１と同様にして金属化フィルムを得た。得られた金属化フィルムについて、上述した評価を行った。結果を表１に示す。
次いで、得られた金属化フィルムを使用し、実施例１と同様にして外装入りのフィルムコンデンサ素子を作製し上述した評価を行った。結果を表１に示す。
［比較例２］
Ａｌ蒸発源とＺｎ蒸発源の設置距離を調整することによりＡｌとＺｎ組成分布を変更するとともに、Ａｌの含有比率が、３質量％となるよう、各蒸発源温度を調整した以外は、実施例１と同様にして金属化フィルムを得た。得られた金属化フィルムについて、上述した評価を行った。結果を表１に示す。
Ａｌ蒸発源とＺｎ蒸発源の設置距離を調整することによりＡｌとＺｎ組成分布を変更するとともに、Ａｌの含有比率が、３質量％となるよう、各蒸発源温度を調整した以外は、実施例１と同様にして金属化フィルムを得た。得られた金属化フィルムについて、上述した評価を行った。結果を表１に示す。
次いで、得られた金属化フィルムを使用し、実施例１と同様にして外装入りのフィルムコンデンサ素子を作製し上述した評価を行った。結果を表１に示す。
［比較例３］
Ａｌ蒸発源とＺｎ蒸発源の設置距離を調整することによりＡｌとＺｎ組成分布を変更するとともに、Ａｌの含有比率が、１３質量％となるよう、各蒸発源温度を調整した以外は、実施例１と同様にして金属化フィルムを得た。得られた金属化フィルムについて、上述した評価を行った。結果を表１に示す。
Ａｌ蒸発源とＺｎ蒸発源の設置距離を調整することによりＡｌとＺｎ組成分布を変更するとともに、Ａｌの含有比率が、１３質量％となるよう、各蒸発源温度を調整した以外は、実施例１と同様にして金属化フィルムを得た。得られた金属化フィルムについて、上述した評価を行った。結果を表１に示す。
次いで、得られた金属化フィルムを使用し、実施例１と同様にして外装入りのフィルムコンデンサ素子を作製し上述した評価を行った。結果を表１に示す。
［比較例４］
Ａｌ蒸発源とＺｎ蒸発源の設置距離を調整することによりＡｌとＺｎ組成分布を変更するとともに、Ａｌの含有比率が、２．５質量％となるよう、各蒸発源温度を調整した以外は、実施例１と同様にして金属化フィルムを得た。得られた金属化フィルムについて、上述した評価を行った。結果を表１に示す。
Ａｌ蒸発源とＺｎ蒸発源の設置距離を調整することによりＡｌとＺｎ組成分布を変更するとともに、Ａｌの含有比率が、２．５質量％となるよう、各蒸発源温度を調整した以外は、実施例１と同様にして金属化フィルムを得た。得られた金属化フィルムについて、上述した評価を行った。結果を表１に示す。
次いで、得られた金属化フィルムを使用し、実施例１と同様にして外装入りのフィルムコンデンサ素子を作製し上述した評価を行った。結果を表１に示す。
本発明によれば、優れた耐湿性および耐酸化性に優れる金属化フィルムを提供することができる。
１ 高分子フィルム
２ Ａｌ、Ｚｎ混合金属層
３ ヘビーエッジ部
４ 非蒸着マージン部
５ 真空蒸着機
６ 真空蒸着機上室
７ 巻出し軸
８ オイル蒸発器
９ 真空蒸着機下室
１０ 冷却ドラム
１１ Ａｌ蒸発源
１２ Ｚｎ蒸発源
１３ 巻き取り軸
２ Ａｌ、Ｚｎ混合金属層
３ ヘビーエッジ部
４ 非蒸着マージン部
５ 真空蒸着機
６ 真空蒸着機上室
７ 巻出し軸
８ オイル蒸発器
９ 真空蒸着機下室
１０ 冷却ドラム
１１ Ａｌ蒸発源
１２ Ｚｎ蒸発源
１３ 巻き取り軸
Claims (10)
- 高分子フィルムの少なくとも片面にアルミニウム（Ａｌ）と亜鉛（Ｚｎ）を含む金属層を有する金属化フィルムであって、以下に記載の測定条件を用いたＸ線光電子分光法により測定されるＡｌの原子数比の最大値を示す測定点が、高分子フィルムと金属層との界面と、金属層の中間位置と、の間に存在する、金属化フィルム。
＜Ｘ線光電子分光法測定条件＞
・励起Ｘ線 ：ｍｏｎｏｃｈｒｏｍａｔｉｃ ＡｌＫα
・Ｘ線径 ：２００μｍ
・光電子脱出角度 ：４５°（試料面に対する検出器の傾き）
・Ａｒイオンエッチング条件 ：２ｋＶ
・エッチングレート ：１０ｎｍ／ｍｉｎ以内（ＳｉＯ２換算）
・エッチング間隔 ：３ｎｍ（ＳｉＯ２換算）以内／1ステップ。 - Ｘ線光電子分光法により測定される前記最大値を示す測定点におけるＡｌの原子数比ＥａｌとＺｎの原子数比Ｅｚｎが下記式を満たす、請求項１に記載の金属化フィルム。
Ｅａｌ／（Ｅａｌ＋Ｅｚｎ）×１００≧３０％ - 金属層に含まれる全てのＡｌに対する、高分子フィルムと金属層との界面から金属層の中間位置との間に存在するＡｌの原子数比率が５０％超過である、請求項１または２に記載の金属化フィルム。
- 金属層１００質量％中に含まれるＡｌの比率が１０質量％以下である、請求項１から３のいずれかに記載の金属化フィルム。
- Ｘ線光電子分光法により測定される高分子フィルムと金属層の界面における酸素（Ｏ）の原子数比が２０％以上である、請求項１から４のいずれかに記載の金属化フィルム。
- Ｘ線光電子分光法により測定される高分子フィルムと金属層の界面、前記界面と金属層表面の中間位置、および前記金属層表面におけるＡｌとＺｎの原子数比が下記式を満たす、請求項１から５のいずれかに記載の金属化フィルム。
ａ１／（ａ１＋ｂ１）×１００≧５０％
ａ２／（ａ２＋ｂ２） ＜ ａ３／（ａ３＋ｂ３） ＜ ａ１／（ａ１＋ｂ１）
ａ１：界面におけるＡｌの原子数比
ａ２：中間位置におけるＡｌの原子数比
ａ３：表面におけるＡｌの原子数比
ｂ１：界面におけるＺｎの原子数比
ｂ２：中間位置におけるＺｎの原子数比
ｂ３：表面におけるＺｎの原子数比 - 金属層の上にオイル層を有していない請求項１から６のいずれかに記載の金属化フィルム。
- 請求項１から７のいずれかに記載の金属化フィルムを用いてなるフィルムコンデンサ。
- ＡｌとＺｎがそれぞれ入った２つ以上の蒸発源を用い、少なくともＡｌとＺｎの金属を同時に蒸着する工程を有する、請求項１から７のいずれかに記載の金属化フィルムの製造方法。
- 金属層の上にオイル層を形成する工程を設けない、請求項１から９のいずれかに記載の金属化フィルムの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022042542A JP2023136706A (ja) | 2022-03-17 | 2022-03-17 | 金属化フィルム、フィルムコンデンサ、および金属化フィルムの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022042542A JP2023136706A (ja) | 2022-03-17 | 2022-03-17 | 金属化フィルム、フィルムコンデンサ、および金属化フィルムの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023136706A true JP2023136706A (ja) | 2023-09-29 |
Family
ID=88145918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022042542A Pending JP2023136706A (ja) | 2022-03-17 | 2022-03-17 | 金属化フィルム、フィルムコンデンサ、および金属化フィルムの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2023136706A (ja) |
-
2022
- 2022-03-17 JP JP2022042542A patent/JP2023136706A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6018454A (en) | Metallized film, a production method thereof, and a capacitor using it | |
| WO2013069211A1 (ja) | フィルムコンデンサ | |
| US9281123B2 (en) | Metalized film capacitor | |
| JPWO2004084242A1 (ja) | 扁平型コンデンサ用ポリプロピレンフィルム及びそれからなる扁平型コンデンサ | |
| EP0905274B1 (en) | Method and device for applying porous coatings and cathode film of an electrolytic condenser | |
| WO1990003266A1 (en) | Aluminium vacuum evaporation film and its production method | |
| JP2006264317A (ja) | 金属化フィルム、コンデンサ用フィルム及びそれを用いたフィルムコンデンサ | |
| US11831022B2 (en) | Positive current collector and preparation method thereof, positive electrode sheet, cell and battery | |
| JP2009000957A (ja) | コンデンサ用金属蒸着フィルム、及びそれを用いた金属化フィルムコンデンサ | |
| KR100356277B1 (ko) | 증착필름및이것을이용한콘덴서 | |
| US4190878A (en) | Self-healing electrical capacitor | |
| JP2023136706A (ja) | 金属化フィルム、フィルムコンデンサ、および金属化フィルムの製造方法 | |
| JP2778091B2 (ja) | コンデンサ用金属化フイルムおよびその製造方法 | |
| JP2018157055A (ja) | コンデンサ用金属化フィルム、およびそれを用いたコンデンサ | |
| JP6434179B1 (ja) | 金属化フィルムおよびこれを用いたフィルムコンデンサ | |
| JP2007201313A (ja) | 金属蒸着フィルム | |
| JP5057067B2 (ja) | 金属化コンデンサ用フィルムおよびそれを用いてなるコンデンサ | |
| JP2008263172A (ja) | 金属化フィルム、およびそれを用いたコンデンサ | |
| JP3769842B2 (ja) | 金属蒸着フィルム、その製造方法、およびそれを用いたコンデンサ | |
| JP4604758B2 (ja) | コンデンサ用フィルム及びそれを用いてなるコンデンサ | |
| JP2011208246A (ja) | 蒸着用線材とこれを用いて形成された金属化フィルムコンデンサ | |
| JPH06290990A (ja) | コンデンサ用金属化ポリプロピレンフイルム | |
| JP7517148B2 (ja) | 金属化フィルム | |
| JP7477898B2 (ja) | 電解コンデンサ用陰極箔、及び電解コンデンサ | |
| JP2007100184A (ja) | 金属蒸着フィルムの製造方法 |