JP3444456B2 - 蒸着フイルムの製造方法 - Google Patents
蒸着フイルムの製造方法Info
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方法およびその方法により製造された蒸着フィルムを用
いるコンデンサの製造方法に関するものである。
く、かつ温度特性、周波数特性に優れていることから、
コンデンサとして一般的に使用されている。特に電極と
して金属蒸着層を有する蒸着フィルムはセルフヒーリン
グ性(自己回復性)を有することから好ましく利用され
ている。
れていることからAlが好ましく選択されているが、交
流、高電圧下にて用いられるコンデンサでは使用中にコ
ンデンサ内部で発生するコロナ放電によってAl蒸着層
が酸化され、絶縁物化して容量低下をもたらす現象、い
わゆるΔCの増大が起きる(実際は−ΔCの増加)。こ
のコロナ放電によるΔC増大を防ぐため、蒸着金属とし
てZnが用いられるが、Znには前記腐食の問題があ
る。
−15737あるいはUSP4477858が提案され
ている。
7は真空蒸着機内でZnを蒸着した後すぐに表面汚染さ
れていないZn蒸着層表面にオイル層を蒸着によって形
成し、Zn金属表面への水の付着を防ぎ、Zn蒸着層の
腐食を防ぐものである。しかしながら本方法を用いても
コンデンサを高湿化で使用するとZn蒸着層が水酸化さ
れ、tanδの上昇、あるいはセルフヒーリング性の悪
化をまねき、コンデンサの熱暴走による破壊を引きおこ
す。特にソフトコア巻きで、ワックスやピッチのみの簡
易外装のコンデンサではコンデンサ中に水分が入りやす
くこの問題を引きおこしやすい。
(腐食性)を改良するためAlをZnと同時に蒸着し、
かつAlの含有量をフィルム界面より蒸着金属表面へか
け図2のごとく連続的に減少させることによって、耐湿
性とΔC改良を提案している。しかし該方法では耐湿性
の向上は認められるが、Zn蒸着膜に比べコロナ放電に
よるΔCの増加が大きい。
Cの増大を防ぎ、かつ腐食によるtanδの上昇、およ
びセルフヒーリング性悪化による熱暴走を防ぎ、高湿下
でも安定した特性を有する蒸着フィルムの製造方法およ
びそれを用いたコンデンサの製造方法を提供するもので
ある。
ム上にAlとZnからなる蒸着層を有する蒸着フィルム
を製造するに際し、高分子フィルムと蒸着層の界面、該
界面と蒸着層表面の中間、および該蒸着層表面における
AlとZnの重量%を各々a1 、b1 、a2 、b2 、a
3 、b3 (但し、a1 、a2 、a3 は各位置でのAlの
重量%、b1 、b2 、b3 は各位置でのZnの重量%で
ai +bi =100%、i=1、2、3である)とする
と、a2 <a3 およびa2 <a1 になるようにAlの含
有量が連続的に変化していくようにするため、高分子フ
ィルム上に、同一蒸着機内でまずAlを、次いですぐに
Znを連続的に蒸着することを特徴とする蒸着フィルム
の製造方法である。
天然、半合成、合成高分子樹脂をフィルム状に成型した
もので、中でも合成高分子樹脂からなる高分子フィルム
が耐熱性、機械特性、電気特性、物理化学的特性の点か
らより好ましい。好ましい合成高分子樹脂としてはポリ
オレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、
ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリカーボネ
イト樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリフェニレン樹脂、
ポリアリレート樹脂、フッ素樹脂、ポリスチレン樹脂、
ポリアリレン樹脂などを挙げることができる。特にポリ
プロピレン、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレン
テレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリカ
ーボネイト、ポリスチレンが機械的特性、電気特性の点
からより好ましい。
式、誘導加熱方式、間接加熱方式、電子ビーム方式、あ
るいはスパッタリング方式などの蒸着方式によって真空
蒸着することによって形成される。
加熱方式、あるいは間接加熱方式がより好ましい。
よびa2 <a1 、好ましくはa2 <a3 <a1 になるよ
うAlの含有量が連続的に変化していることであり、U
SP4477858では図2のごとくAlが分布してい
るのに対し、図1のごとく分布させることによって耐湿
性、ΔCを著しく改善できた。
有量とを合わせた重量に対する全Alの重量%が10%
以下が好ましく、特にa1 ≦60重量%、0<a2 ≦
2.0重量%、0.5≦a3 ≦10重量%で、かつ蒸着
層中の全Alの重量%が5%以下であるときが目的とす
る特性の改良効果が大きく、優れている。
重量が1重量%以下のCu、Si、Mg、Mn、Cr、
Pb、Sn、Fe、CdなどのAl、Zn以外の金属が
含まれてもよいが、これらの金属にはSiなど耐湿性を
向上させるものもあるが、腐食を促進させるため、でき
るだけ含有量が少ないことが好ましい金属もあり、これ
らの金属はより少ないことが好ましい。より好ましくは
合計重量が0.1重量%以下である。
を設けることによってさらに耐湿性を向上させることが
できる。
溶解性が低い有機物で、中でも親油性の低分子物、ある
いは油状のものが好ましい。例えばシリコーンオイル、
フッ素系オイル、ポリアルキルナフタレンオイル、ポリ
アルキルフタレートオイル、ポリフェニルエーテルオイ
ル、石油留分、鉱物油、マイクロクリスタリンワック
ス、ポリオレフィンワックス、パラフィンワックスなど
を挙げることができる。さらに反応性基を有する油がよ
り好ましい。なかでもジメチルポリシロキサンオイル、
メチルフェニルポリシロキサンオイルの他に反応性基と
してハイドロジエン基、ヒドロキシ基、アミノ基、エポ
キシ基、カルボキシル基などを有する変成シリコーン、
フッ素化シリコーンオイル、パーフルオロオレフィンオ
イルなどが特に耐湿性向上効果が大きく、より好まし
い。
って決められるべきで特に限定されるものではないが、
当然のことながら少なすぎると耐湿効果がでず、多すぎ
ると表層がべたつき、接着性の低下をまねくので、実用
上好ましい範囲で実用的に決定することが好ましい。
し、かつ該酸化層に有機物を吸着させた蒸着フィルムで
は耐湿性の向上効果に特に著しいことと、コロナ開始電
圧の向上が認められ、結果としてΔCの著しい改良効果
が認められ、最も優れた特性を有する。
えば同一蒸着機内でAl、次いでZn、最後に再度Al
を各々Al蒸気とZn蒸気が少量重なるようにして、連
続的に蒸着することによって作成する方法が最も一般的
であるが、まずAlを、次いですぐにZnを蒸着するこ
とによって、Al蒸気とZn蒸気が少量重なるように蒸
着し、その時のAl、Znの蒸気量、および冷却ドラム
の温度、フィルムの走行速度を制御することによって、
高分子フィルム表面に付着したAlとZnの混合金属の
冷却速度を制御することによって目的の組成分布をもっ
たAlとZnの蒸着層を形成することもできる。
空蒸着機内にAlとZnの2つの蒸発源をもつのみでよ
く、かつ最も重要な蒸発源の制御が2つでよく、工業生
産上より優れている。
機1内においてまず高分子フィルムを巻出しロール2よ
り巻き出し、次いでその表面にオイルマージン形成装置
3を用いてマージンを形成し、次いでAl蒸発源5でA
lを蒸着するとともに連続してZn蒸発源6よりZnを
蒸着する。さらに必要に応じ、低温プラズマなどを用い
た酸化装置7によりAlとZn蒸着層表層を酸化し、引
継いでオイルを入れた加熱容器からなるオイル蒸発装置
8を用いて該酸化層表面にオイルを蒸着し、最後に巻取
りロール9に巻きとることによって本発明の蒸着フィル
ムが製造される。なお該酸化層表面に蒸着されたオイル
は時間とともに該酸化層に吸着される。
のAl分布にするためにAl蒸発源5とZn蒸発源6の
間の間隔および冷却ドラム4との距離、および各蒸発源
の温度、冷却ドラム4の温度、さらに高分子フィルムの
走行速度を適切に制御することである。
源中央部とZn蒸発源6の蒸発源中央部の位置を150
〜250mm、Al蒸発源5の蒸発面とその面に対する
鉛直線上の冷却ドラム4の表面までの距離が150〜2
50mm、かつZn蒸発源6の蒸発源ノズル最表面と冷
却ドラム4の表面までの距離を2〜5mmとし、冷却ド
ラム4の温度を−25〜0℃とし、フィルムの走行速度
を500〜800m/minで、かつAlとZnの付着
量が目的の抵抗値(通常高抵抗膜部の表面抵抗6〜40
Ω/□)となり、かつAlの全含有量が1〜10重量%
になるようAlとZnの蒸発量を膜抵抗計と原子吸光測
定器によりモニタリングしながら調整する方法が挙げら
れる。蒸発源間距離が150mm未満で、Zn蒸発源6
のノズルと冷却ドラム間距離が5mmを超えるとa1 の
量が多くなり過ぎ、蒸発源間距離が250mmを超える
とa1 の量が少なくなり過ぎる。なお本例は本発明の蒸
着フィルムを製造するための一例であり、本発明の製造
方法は本方法に限られるものではない。
量、組成分布を観察するには、まず一定量の蒸着層を
塩酸を用いて溶解したのち、プラズマ発光分光法(IC
P)にてAlとZnの各々の含有量を定量する。さらに
高分子蒸着フィルムをオージェ電子分光装置にかけ、
蒸着層表面より該蒸着層をスパッターエッチングしなが
らAlとZnの原子組成を測定していく。このようにし
て得られた原子組成データをICPで得られたAlとZ
nの含有量で規格化すると図1のAlとZnの組成分布
図ができ、a1 、b1 、a2 、b2 、a3 、b3 、およ
び全Alの重量%が決定できる。
はオージェ電子分光におけるAl原子の強度が蒸着層表
面より蒸着層中央にかけ連続的に減少し、さらに蒸着層
中央より蒸着層と高分子フィルムの界面にかけ連続的に
上昇し、次いで減少していく該強度の上昇した最大点を
さす。
溶し、この定溶液をICP発光分光分析法にてAlおよ
びZnを定量した。ICP発光分光分析装置はセイコー
電子工業(株)製SPS1200VR型を用いた。
装置にて、蒸着層の表面よりArイオンエッチングしな
がらAlおよびZnの定量分析を行なった。
ム/min 測定条件 加速電圧:3kV スリットNo.:5 試料電流:8×10−8 A 試料傾斜角度:72度 ビーム径:10μm
た。装置は総研電気(株)製AUTOMATIC SC
HERING BRIDGE DAC−PSC−20W
型を用いた。
するが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
い。
がa1 =40重量%、a2 =0.1重量%、a3 =2.
0重量%、全Alの含有量が2.4重量%になるようA
lとZn蒸着層を設けた蒸着フィルムを作成した(実施
例1)。比較例1としてAgを核付としたZn蒸着フィ
ルム、および比較例2としてa1 =80重量%、a2 =
6重量%、a3 =5重量%、全Alの含有量10重量%
の蒸着フィルムを作成した。
mmのヘビーエッジ部を設け、2.5Ω/□とし、高抵
抗膜部(アクティブ部)は8Ω/□とした。
し、次いでリール幅50mm、マージン巾2.5mmと
なる細幅リールに切断した。
し、メタリコン、熱処理、電極端子溶接後、ワックス含
浸後ピッチで外装した5μFのコンデンサを作成した。
流をかけながら40℃、95%RHの恒温恒湿槽中に1
000時間放置後、シェーリングブリッジを用いて容量
を測定し、放置前後の容量変化を調べた。その結果を表
1示す。
く、また上記課電テスト中に破壊したコンデンサもなか
った。
がa1 =57重量%、a2 =0.4重量%、a3 =5.
0重量%で分布し、かつ全Alの重量%が3.9%であ
るAlとZnの蒸着層をもうけた。なお該蒸着層をもう
ける際、同一真空蒸着機内で該蒸着層表面を一次側投入
電力1kWの酸素プラズマで酸化処理し、次いで170
℃に加熱した容器よりメチルフェニルシロキサン(商品
名SH702)を該酸化処理面へ蒸着した(実施例
2)。
ンフィルム上にCuを核付したZn蒸着層をもうけ、次
いで同一真空蒸着機内で比較例と同条件でメチルフェニ
ルシロキサンを該Zn蒸着層表面へ蒸着した。これらの
蒸着膜抵抗の仕様は実施例1と同じにした。
様に切断し、実施例1と同一の方法、同一仕様でコンデ
ンサを作り、かつ同一条件で性能試験を行った。その結
果を表2に示す。
が表3になるようAlとZnの蒸着層をもうけた蒸着フ
ィルムを作成した。蒸着膜抵抗の仕様は実施例1と同じ
である。なお実施例3〜5では該蒸着層をもうける際、
同一真空蒸着機内で該蒸着層表面へ100℃に加熱した
容器よりポリジメチルシロキサン(商品名SH200、
10cs)を蒸着した。
で再度Al蒸着したものである。
し、同一仕様のコンデンサを製作し、実施例1と同条件
で性能試験を行った。その結果を表3に示す。
の本発明品は特に優れた特性を示した。
布を本発明のようにした結果、腐食、およびコロナ放電
による容量変化が少なく、かつ熱暴走による破壊が生じ
ない特性の優れたコンデンサが得られた。
ルを蒸着した蒸着フィルムを用いたコンデンサは、さら
に容量変化の小さな、優れたコンデンサ特性を示した。
蒸着層のAlとZnの組成量分布の一例を示した概略図
である。
の一例を示した概略図である。
た概略図である。
Claims (11)
- 【請求項1】 高分子フィルム上にAlとZnからなる
蒸着層を有する蒸着フィルムを製造するに際し、高分子
フィルムと蒸着層の界面、該界面と蒸着層表面の中間、
および該蒸着層表面におけるAlとZnの重量%を各々
a1 、b1 、a2 、b2 、a3 、b3 (但し、a1 、a
2 、a3 は各位置でのAlの重量%、b1 、b2 、b3
は各位置でのZnの重量%でai +bi =100%、i
=1、2、3である)とすると、a2 <a3 およびa2
<a1 になるようにAlの含有量が連続的に変化してい
くようにするため、高分子フィルム上に、同一蒸着機内
でまずAlを、次いですぐにZnを連続的に蒸着するこ
とを特徴とする蒸着フィルムの製造方法。 - 【請求項2】 Al蒸発源の蒸発源中央部とZn蒸発源
の蒸発源中央部との間隔を150〜250mmとするこ
とを特徴とする請求項1に記載の蒸着フィルムの製造方
法。 - 【請求項3】 Al蒸発源の蒸発面とその面に対する鉛
直線上の冷却ドラムの表面までの距離を150〜250
mm、かつZn蒸発源の蒸発源ノズル最表面と冷却ドラ
ムの表面までの距離を2〜5mmとすることを特徴とす
る請求項1または2に記載の蒸着フィルムの製造方法。 - 【請求項4】 冷却ドラムの温度を−25℃〜0℃とす
ることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の蒸
着フィルムの製造方法。 - 【請求項5】 フィルムの走行速度を500〜800m
/minとすることを特徴とする請求項1〜4のいずれ
かに記載の蒸着フィルムの製造方法。 - 【請求項6】 Alの含有量をa 2 <a 3 <a 1 とする
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の蒸着
フィルムの製造方法。 - 【請求項7】 蒸着層中の全Al含有量と全Zn含有量
とを合わせた重量に対する全Alの重量%を10%以下
とすることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載
の蒸着フィルムの製造方法。 - 【請求項8】 a 1 ≦60重量%、0<a 2 ≦2.0重
量%、0.5≦a 3 ≦10重量%とし、かつ蒸着層中の
全Alの重量%を5%以下とすることを特徴とする請求
項1〜7のいずれかに記載の蒸着フィルムの製造方法。 - 【請求項9】 蒸着層上に有機物層を設けることを特徴
とする請求項1〜8のいずれかに記載の蒸着フィルムの
製造方法。 - 【請求項10】 蒸着層表層を酸化し、かつ該酸化層に
有機物を吸着させることを特徴とする請求項1〜9のい
ずれかに記載の蒸着フィルムの製造方法。 - 【請求項11】 請求項1〜10のいずれかに記載の方
法により製造された蒸着フィルムを用いることを特徴と
するコンデンサの製造方法。
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JP26453095A JP3444456B2 (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | 蒸着フイルムの製造方法 |
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JPH09111439A JPH09111439A (ja) | 1997-04-28 |
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ID=17404546
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP26453095A Expired - Fee Related JP3444456B2 (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | 蒸着フイルムの製造方法 |
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CN104878348A (zh) * | 2015-04-21 | 2015-09-02 | 浙江七星电容器有限公司 | 超薄型金属化电容蒸镀膜及其制备工艺 |
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- 1995-10-12 JP JP26453095A patent/JP3444456B2/ja not_active Expired - Fee Related
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