JP3447307B2 - フィルムコンデンサおよびその製造用フィルム - Google Patents
フィルムコンデンサおよびその製造用フィルムInfo
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Description
ニウムまたはその合金を用いた金属化プラスチックフィ
ルムコンデンサおよびその製造用フィルムに係わり、特
に、金属薄膜のコロージョン(斑点状腐食)を防ぐため
の改良に関する。
ンデンサは、一般に次のような工程を経て製造されてい
る。まず、図3(フィルムの幅方向断面図)に示すよう
に、一定幅で長尺の誘電体フィルム基材4の上面に、そ
の一方の側縁に沿う一定幅のマージン用の非蒸着部4A
を除いてアルミニウム,亜鉛,あるいはこれらの合金か
らなる金属薄膜3を形成し、第1のコンデンサ製造用フ
ィルム1とする。
ィルム基材6の上面にマージン用非蒸着部6Aを除いて
金属薄膜5を形成してなる第2のコンデンサ製造用フィ
ルム2を、各マージン用非蒸着部4A,6Aが互いに反
対側に位置し、かつ非蒸着部4A,6Aは他方のフィル
ムの端縁より内方に位置するように、第1のコンデンサ
製造用フィルム1と重ね合わせる。
柱状に巻回した後、図4に示すようにこの巻回体7の両
端に亜鉛,ハンダ等の電極8を熔射法等により形成し、
各電極8にリード線9をそれぞれ接続したうえ、全体を
外装10で覆うことにより完成品としている。
3,5をアルミニウムまたはその合金で形成した場合、
亜鉛を使用した場合に比して耐食性に優れ、膜厚を亜鉛
の場合の約50〜70%に薄くできるために自己回復性
に優れるという利点を有している。自己回復性とは、フ
ィルム基材4,6の弱点部で電圧破壊が生じて各金属薄
膜3,5が短絡した場合に、その短絡電流によって破壊
部周辺の金属薄膜3,5が蒸発し、コンデンサの機能を
維持する作用のことである。
た場合には、金属薄膜3,5間で微弱なコロナ放電が生
じ易く、このコロナ放電によりコロージョンと呼ばれる
斑点状の腐食(Al2O3を主組成物とする)が各金属被
膜3,5に発生し、金属被膜3,5の有効面積が、自己
回復性によって失われる以上の速度で減少し、コンデン
サ容量の経時減少率が大きいという欠点があった。
属薄膜3,5を被覆することにより、コロージョンを防
止する実験を試み、その結果、金属薄膜上にSi,T
i,Zr等の酸化物を蒸着すると、金属薄膜の耐電圧性
が向上してコロナ放電の頻度を減らせるうえ、金属薄膜
の耐食性が向上できることを見いだした。
々変化させて耐電圧性および耐食性を評価したところ、
保護被膜が緻密な膜にならず多孔膜になると考えられる
0.3mg/m2(質量膜厚1.5オングストローム程
度)にまで薄くした場合にも、耐電圧性および耐食性向
上効果が得られるという新規な現象を発見した。
は、Al薄膜の表面の結合エネルギーの大きな箇所(キ
ンク,ステップ等)が酸素と結合することによってAl
酸化物が生長し、広範囲に亙って比抵抗の高いAl酸化
物が生じると、その部分に電圧ストレスが集中するため
だと考えられる。
面の結合エネルギーの大きな箇所にAl酸化物以外のセ
ラミックス酸化物を結合させることによって、Al酸化
物の生成、生長を防止することが可能であり、保護被膜
が緻密な膜にならず多孔膜になっても、耐電圧性および
耐食性を向上する効果が得られるものと推定される。
面の耐食性を高める場合には、SiO薄膜の厚さを10
00オングストローム程度以上としなければ耐食性向上
効果が得られないことが周知である。また、本出願人は
先に、特願昭62−316513号において、亜鉛蒸着
フィルム上にSiO薄膜を形成し、亜鉛薄膜の耐食性を
高める構成を提案したが、亜鉛の場合、コロージョンは
生じないうえ、上記のように薄い多孔質のSiO薄膜で
は耐食性向上効果が得られないことが判明している。
ので、コロージョンの発生を極力防いで、コロージョン
に起因するコンデンサ容量の減少が防止できるフィルム
コンデンサおよびその製造用フィルムを提供することを
課題としている。
体的に説明する。本発明のコンデンサ製造用フィルム
は、プラスチック製フィルム基材の上面に、少なくとも
その表層がアルミニウムまたはアルミニウム合金からな
る金属薄膜を形成し、さらにこの金属薄膜上にSi,T
i,Zr,Sn,Y,インジウム錫酸化物から選択され
る1種または2種以上の物質の酸化物を0.1〜10m
g/m2、より好ましくは0.3〜3mg/m2蒸着した
ことを特徴としている。
記コンデンサ製造用フィルムを、前記金属薄膜とフィル
ム基材とが交互に重なるように2枚重ねて巻回してなる
巻回体と、前記各金属薄膜にそれぞれ接続された一対の
電極と、巻回体および電極を封止する外装とを具備する
ことを特徴としたものである。
に使用されていたいかなる物質も使用可能であり、例え
ば、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリ
プロピレン、ポリカーボネート、ポリ4フッ化エチレ
ン、ポリエチレン等が好適である。フィルム基材の厚さ
や幅は必要に応じて任意に設定される。
もので、その厚さは限定されないが、好ましくは50〜
500オングストローム程度とされる。この範囲であれ
ば、自己回復性が良好である。純アルミニウム以外に金
属薄膜として用い得るアルミニウム合金としては、Al
−Zn系合金,Al−Ti系合金などが挙げられる。
満であると、酸化物が金属薄膜の表面の不完全箇所(キ
ンク,ステップ等)へ十分に付着せず、不完全箇所の耐
電圧性および耐食性を十分に高められない。また、セラ
ミックス蒸着量が10mg/m2より厚いと、蒸着フィ
ルムが熱変形するおそれが生じるだけでなく、製造コス
トが向上する。セラミックスとして、Si,Ti,Z
r,Sn,Y,インジウム錫酸化物(ITO)から選択
される1種または2種以上の物質の酸化物を使用する
と、特に本発明の効果が良好であることが本発明者らに
よって確かめられている。
えば図1に示すような装置で製造可能である。図中符号
11は、幅広で長い帯状の誘電体フィルム基材F1を巻
回保持したアンコイラ、12は蒸着ドラム、13は蒸着
後のフィルムF2を巻き取るリコイラであり、さらに蒸
着ドラム12に向けて、核付け用蒸着器14、マスキン
グ用オイル吹付器15、アルミニウム蒸着器16、セラ
ミックス蒸着器17がアンコイラ11側から順に配置さ
れ、以上全てが真空容器(図示略)内に収容されてい
る。
造するには、まず、アンコイラ11から蒸着ドラム12
を経てリコイラ13へとフィルム基材F1を走行させつ
つ、核付け用蒸着器14により錫,銀,銅等の金属を蒸
着する。こうして蒸着した金属は、後のアルミニウム蒸
着のための核となり、アルミニウム薄膜の形成を促進す
る。
ム基材F1上に幅方向等間隔を空けて線状にオイルを吹
き付けるとともに、アルミニウム蒸着器16によりアル
ミニウム薄膜をフィルム基材F1に蒸着する。すると、
オイル付着部分にはアルミニウムが付着せず、帯状の非
蒸着部分が形成される。さらに、セラミックス蒸着器1
7によりセラミックス酸化物をアルミニウム薄膜上に蒸
着し、これをリコイラ13で巻き取って製品とする。な
お、この時、酸化物系セラミックスを蒸着材料として使
用する代わりに、Si,Ti,Zr,Sn,Y,インジ
ウム+錫そのものを蒸着材料としてもよい。本発明の場
合、蒸着膜が極めて薄いため、蒸着の過程でこれらは酸
化物に変化する。
膜の蒸着を、金属薄膜の蒸着と並行して行うことができ
るため、コンデンサ製造用フィルムの生産性を低下させ
ることがなく、コストが安いという利点がある。
図2に示すように一定間隔毎に非蒸着部18が形成され
ているから、使用時には図中矢印Cに沿って裁断し、こ
れらを図3に示すように2枚積層して巻回する。さら
に、図4に示すようにこの巻回体7の両端に、亜鉛やハ
ンダ等からなる電極8を熔射法等により形成し、各電極
8にリード線9をそれぞれ接続したうえ、全体を外装1
0で覆うことにより完成品とする。なお、コンデンサの
形状は図4のような円柱状とは限らず、従来から採用さ
れているいかなる製品形状としてもよい。
る。図1に示した蒸着機を使用し、真空度1×10-4To
rrにおいて、厚さ3.7μmのポリエステルフィルム
に、マージン用非蒸着部を残して約300オングストロ
ームの厚さでアルミニウム薄膜を蒸着形成した後、その
上にSiOを約0.3mg/m2の厚さに蒸着した。
のように平行裁断し、幅8.5×長さ13.5mのフィ
ルムとしたうえ、これらフィルムを2枚づつ重ねて巻回
し、図4に示す構造のフィルムコンデンサを実施例とし
て作成した。ただし、外装10は形成しない。また、比
較例として、SiOを蒸着しない点のみが異なるフィル
ムコンデンサを同様に作成した。
各10個づつについて、以下の実験条件で耐用試験を行
い、コンデンサ容量の経時変化を調べた。 実験条件: 試験温度・湿度:70℃ 80%RH 加速実験(C=0.5μF) その結果を表1に示す。
は容量変化が殆ど生じなかったのに対し、比較例のコン
デンサは8%近く容量が減少した。試験完了後に各コン
デンサを分解したところ、比較例の金属薄膜はその5〜
15%がコロージョン化していたのに対し、実施例の金
属薄膜は全くコロージョン化していなかった。
ィルムコンデンサおよびその製造用フィルムは、長尺の
プラスチック製フィルム基材の上面に、アルミニウムま
たはアルミニウム合金からなる金属薄膜を設け、この金
属薄膜上にSi,Ti,Zr,Sn,Y,ITOから選
択される1種または2種以上の物質の酸化物を0.1〜
10mg/m2蒸着しているから、セラミックス酸化物
が金属薄膜の表面の原子配列の不完全箇所(キンク,ス
テップ等)に集中的に付着し、不完全箇所の耐電圧性お
よび耐食性を局部的に向上する。したがって、金属薄膜
間でコロナ放電が生じにくくなり、コロージョンの発生
率を低減し、コンデンサ寿命を延長することが可能であ
る。さらに、コロージョンが発生しにくい分、金属薄膜
を薄くすることができるから、従来品より自己回復性を
高めることも可能である。
造するための装置の一例を示す説明図である。
す平面図である。
である。
Claims (2)
- 【請求項1】プラスチック製のフィルム基材の表面に、
アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる金属薄膜
を設け、この金属薄膜上にSi,Ti,Zr,Sn,
Y,インジウム錫酸化物から選択される1種または2種
以上の物質の酸化物を0.1〜10mg/m2蒸着した
ことを特徴とするコンデンサ製造用フィルム。 - 【請求項2】請求項1記載のコンデンサ製造用フィルム
を、前記金属薄膜と前記フィルム基材とが交互に配置さ
れるように2枚重ねて巻回してなる巻回体と、前記各金
属薄膜にそれぞれ接続された一対の電極と、前記巻回体
および前記電極を被覆する外装とを具備したことを特徴
とするフィルムコンデンサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10696892A JP3447307B2 (ja) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | フィルムコンデンサおよびその製造用フィルム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP10696892A JP3447307B2 (ja) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | フィルムコンデンサおよびその製造用フィルム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06112089A JPH06112089A (ja) | 1994-04-22 |
JP3447307B2 true JP3447307B2 (ja) | 2003-09-16 |
Family
ID=14447119
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10696892A Expired - Lifetime JP3447307B2 (ja) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | フィルムコンデンサおよびその製造用フィルム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3447307B2 (ja) |
-
1992
- 1992-04-24 JP JP10696892A patent/JP3447307B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06112089A (ja) | 1994-04-22 |
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