JP6200347B2

JP6200347B2 - 積層型フィルムコンデンサ

Info

Publication number: JP6200347B2
Application number: JP2014028610A
Authority: JP
Inventors: 明宏大崎; 洋島▲崎▼
Original assignee: Kojima Industries Corp
Current assignee: Kojima Industries Corp
Priority date: 2014-02-18
Filing date: 2014-02-18
Publication date: 2017-09-20
Anticipated expiration: 2034-02-18
Also published as: JP2015153998A

Description

本発明は、電極フィルムを積層させた、積層型のフィルムコンデンサに関する。

従来から、誘電体フィルムに導体が成膜された電極フィルムを積層させた、積層型のフィルムコンデンサが知られている。その製造に当たっては、長尺の電極フィルムを積層するとともに、この積層体を切断することで、個々の素子（フィルムコンデンサ素子）に切り分ける。

電極フィルムの導体は、特許文献１等に開示されているように、セグメントパターンを形成するようにして成膜される。導体は、スリット状の細長い非成膜部分によって、複数のセグメントに区画される。また、スリットの一部を導体成膜によって途切れさせて、隣接するセグメント同士を導通させるヒューズ部を形成する。

誘電体フィルムの一部が肉薄であるなど、積層されたセグメント間で絶縁破壊が生じた場合に、大電流がヒューズ部に流れ込むことで当該ヒューズ部が蒸散し、層間で導通するセグメントは層内の周囲のセグメントから絶縁される。このようにして、フィルムコンデンサの絶縁破壊が防止される。

特開平１０−１４９９３９号公報

ところで、図６に示すように、長尺の電極フィルム１００を切断する際に、切断刃の熱によって誘電体フィルムや導体が溶け出して、切断面に溶融部１０２が形成される。溶融部１０２では、積層された電極フィルム１００Ａ，１００Ｂの各導体層１０４Ａ，１０４Ｂが導通する場合がある。また、切断刃に押されることでフィルム倒れが生じて層間の導体が接近または導通する場合がある。そこで、本発明は、電極フィルムの切断に伴う絶縁破壊を防止することの可能な、積層型のフィルムコンデンサを提供することを目的とする。

本発明は、長尺の誘電体フィルム上に導体が成膜された電極フィルムの積層体を切断することによって個々の素子に切り分けられる、積層型のフィルムコンデンサに関するものである。前記誘電体フィルム上には、切断方向及び当該切断方向と交差する幅方向に沿って形成されたスリットによって導体が複数のセグメントに区画されたセグメント部と、スリットを設けずに導体が成膜されたベタ膜部とが、前記切断方向に沿って設けられる。前記セグメント部には、前記スリットの一部に導体を成膜させることで、隣り合う前記セグメント及びベタ膜部を導通させるヒューズ部が形成され、前記ヒューズ部は、前記幅方向に延設された前記スリットを途切れさせるようにして形成される。前記ベタ膜部に隣接する前記セグメントは、切断方向に延設された前記スリットを跨ぐようにして幅方向に延設されるとともに逆方向に折り返されて、跨がれた前記スリットに隣接する前記ヒューズ部よりも幅方向に延設される、折り返し導体パターンが、前記スリットによって形成されている。

また、上記発明において、一方の前記電極フィルムは、他方の電極フィルムに対して、前記セグメント部とベタ膜部が反転するようにして積層され、前記セグメント部は、切断方向に沿って、前記誘電体フィルムの一側面側から対向側面側に、半面を超過するように形成され、前記電極フィルムを積層させたときに、前記セグメント部の一部が重なることが好適である。

本発明によれば、電極フィルムの切断に伴う絶縁破壊を防止することが可能となる。

本実施形態に係る積層型フィルムコンデンサを例示する平面図である。本実施形態に係る積層型フィルムコンデンサを例示する斜視図である。本実施形態に係る積層型フィルムコンデンサを例示する拡大平面図である。本実施形態に対する比較例を示す平面図である。本実施形態に係る積層型フィルムコンデンサを例示する平面図である。積層型フィルムコンデンサの切断面を例示する側面断面図である。

図１及び図２に、本実施の形態に係る積層型のフィルムコンデンサ１０を例示する。図１には、積層される電極フィルム１２Ａ，１２Ｂが並べられたときの平面図が示されており、図２は、電極フィルム１２Ａ，１２Ｂを積層させたときの斜視図が示されている。フィルムコンデンサ１０は、複数層の電極フィルム１２を備える。図１，２では、２層の電極フィルム１２Ａ，１２Ｂが示されているが、この形態に限らない。例えば電極フィルム１２は４層以上積層されてよい。

積層された電極フィルム１２Ａ，１２Ｂは、図１の左右方向から金属が溶射され層間固定された後に、一点鎖線で示すように、長手方向に直交する短手方向Ｃに沿って切断される。これによってフィルムコンデンサ１０が個々の素子に切り分けられる。

図２に示すように、電極フィルム１２は、誘電体フィルム１４及び導体膜１６を備える。誘電体フィルム１４は長尺の絶縁材料から形成される。例えば誘電体フィルム１４は、ポリエステルフィルム等の樹脂材料から構成される。

導体膜１６は、誘電体フィルム１４上に成膜される。例えば蒸着によって導体膜１６が誘電体フィルム１４上に成膜される。導体膜１６は、誘電体フィルム１４の全面に成膜されるのではなく、誘電体フィルム１４の、金属が溶射される二側面のうち一側面は非成膜領域（マージン部）１７となる。

導体膜１６は、セグメント部１８及びベタ膜部２０を備える。セグメント部１８は、細長い非成膜領域であるスリット２２によって、導体が複数のセグメント２６に区画される。ベタ膜部２０には、スリット２２が設けられておらず、一様に導体が成膜されている。

セグメント部１８及びベタ膜部２０は、切断方向Ｃに沿って形成される。例えば、マージン部１７側にセグメント部１８が形成され、それとは対向する側にベタ膜部２０が形成される。

ベタ膜部２０を設けることで、導体膜１６の全面をセグメント部１８とする場合と比較して、スリット２２すなわち非成膜部分の割合が低減し、導体の割合が増える。その結果、コンデンサの容量を増やすことができる。

セグメント部１８は、誘電体フィルム１４の一側面側から対向側面側に、半面を超過するように形成される。なお、図２における一点鎖線は、誘電体フィルム１４の切断方向中心を示している。例えばセグメント部１８は、導体膜１６が成膜された領域のうち、５５％以上７５％以下の領域を占めるように成膜される。

電極フィルム１２Ａ，１２Ｂは、一方の電極フィルム１２Ａが、他方の電極フィルム１２Ｂに対して、セグメント部１８とベタ膜部２０が反転するようにして積層される。すなわち、一方の電極フィルム１２Ａのマージン部１７と、他方の電極フィルム１２Ｂのマージン部１７が、積層時に対向するようにして、電極フィルム１２Ａ，１２Ｂが積層される。セグメント部１８は、電極フィルム１２Ａ，１２Ｂの半面以上を占めていることから、反転配置をすることで、積層体として見たときに全面に亘ってセグメント部１８が形成される。

また、各電極フィルム１２Ａ，１２Ｂのセグメント部１８は、電極フィルム１２Ａ，１２Ｂの半面を超過するように形成されていることから、電極フィルム１２Ａ，１２Ｂを積層させると、セグメント部１８の一部が重なる。このような構成を備えることで、後述するように切断面の層間導通を効果的に防止することが可能となる。

図３に示すように、セグメント２６は、電極フィルム１２の切断方向Ｃ及びそれと交差（直交）する幅方向Ｗに沿って延設されたスリット２２によって、矩形形状に形成されている。ここで、切断方向及び幅方向に沿って形成されるとは、切断方向Ｃ及び幅方向Ｗに平行にスリット２２が延設されることに限らない。例えば切断方向Ｃまたは幅方向Ｗに対して０°以上１５°以下の角度でスリット２２が延設されてよい。

また、スリット２２を途切れさせるようにして、ヒューズ部２４が形成されている。ヒューズ部２４は、スリット２２の一部に導体を成膜させることで形成される。ヒューズ部２４を設けることで、隣り合うセグメント２６及びセグメント部１８とベタ膜部２０とが導通する。

ヒューズ部２４は、幅方向Ｗに延設されたスリット２２に形成される。また、後述するように、切断に伴う層間導通を確実に防止するために、ヒューズ部２４は、切断方向Ｃに延設されたスリット２２には設けないことが好適である。

また、複数のセグメント２６のうち、ベタ膜部２０に隣接するセグメント２６Ａ（以下、境界セグメントと呼ぶ）は、それ以外のセグメント２６とは異なる形状となるように形成される。具体的には、境界セグメント２６Ａは、略矩形状の導体パターン２８に加えて、当該導体パターン２８及びベタ膜部２０に接続する、折り返し導体パターン３０（以下、単に矩形状パターン、折り返しパターンと呼ぶ）が形成される。

折り返しパターン３０では、スリット２２によって、導体部分が幅方向Ｗに折り返されるようにパターニングされる。具体的には、導体は切断方向Ｃに延設されたスリット２２Ａを跨ぐようにして幅方向Ｗに延設されるとともに逆方向に折り返されて、跨がれたスリット２２Ａに隣接するヒューズ部２４Ａよりも幅方向Ｗに延設され、さらにベタ膜部２０に接続される。

パターンを形成するスリット２２を用いて説明すると、折り返しパターン３０の内側スリット２２Ｂは、幅方向Ｗに沿って、矩形状パターン２８の、切断方向Ｃに延びるスリット２２Ａを超過するようにして延設される。この内側スリット２２Ｂを囲うようにして、外側スリット２２Ｃが形成される。外側スリット２２Ｃは、超過されたスリット２２Ａに隣接するヒューズ部２４Ａよりも幅方向Ｗに延設される。

なお、内側スリット２２Ｂ、外側スリット２２Ｃともに、スリット幅Ｗ１が他のスリット２２と比較して幅広となる拡幅部３２を設けてもよい。

電極フィルム１２の切断時に、スリットに金属粉が混入して、隣り合うセグメント２６，２６が導通するおそれがある。このような導通は、導電体面積の広いベタ膜部２０では特に回避する必要がある。そこで、本実施形態では、境界セグメント２６Ａとベタ膜部２０とを隔てるスリットに拡幅部３２を設け、金属粉混入時の導通を防いでいる。

次に、本実施形態に係る電極フィルム１２の切断について説明する。まず、比較例として、図４に本実施形態に係るものとは異なるパターンを備えた電極フィルムを例示する。この電極フィルム１２では、セグメント部１８とベタ膜部２０が切断方向Ｃに沿ってほぼ半面ずつ形成されている。セグメント部１８には、切断方向Ｃに沿って矩形状パターン２８のみが形成されている。破線は下層の電極フィルム１２のパターンを示している。このような電極フィルム１２を切断すると、図右側の電極フィルムでは、ハッチングにて示されているように、スリット２２によって切断面が囲まれているが、図左側の電極フィルムでは、ヒューズ部２４を介して切断面からベタ膜部２０まで導通経路ができてしまう。

これに対して本実施形態に係る電極フィルム１２では、図５のハッチングにて示されているように、切断された両側とも、切断面はスリット２２によって囲まれており、層内の導体とは絶縁されている。すなわち、切断後にヒューズ部２４が残された側も、折り返しパターン３０の内側スリット２２Ｂが切断面まで延びているため、切断面はスリット２２によって囲まれる。

このように、本実施形態に係る電極フィルムによれば、切断位置（幅方向Ｗに沿った切断位置）によらずに、切断面はスリット２２によって囲まれる。その結果、切断時に溶融部が形成されて層間の導体が導通しても、溶融部と層内の導体とは絶縁されるため、コンデンサの絶縁破壊が防止される。

１０積層型フィルムコンデンサ、１２Ａ，１２Ｂ電極フィルム、１４誘電体フィルム、１６導体膜、１８セグメント部、２０ベタ膜部、２２スリット、２４ヒューズ部、２８矩形状パターン、３０折り返しパターン。

Claims

長尺の誘電体フィルム上に導体が成膜された電極フィルムの積層体を切断することによって個々の素子に切り分けられる、積層型のフィルムコンデンサであって、
前記誘電体フィルム上には、切断方向及び当該切断方向と交差する幅方向に沿って形成されたスリットによって導体が複数のセグメントに区画されたセグメント部と、スリットを設けずに導体が成膜されたベタ膜部とが、前記切断方向に沿って設けられ、
前記セグメント部には、前記スリットの一部に導体を成膜させることで、隣り合う前記セグメント及びベタ膜部を導通させるヒューズ部が形成され、前記ヒューズ部は、前記幅方向に延設された前記スリットを途切れさせるようにして形成され、
前記ベタ膜部に隣接する前記セグメントは、切断方向に延設された前記スリットを跨ぐようにして幅方向に延設されるとともに逆方向に折り返されて、跨がれた前記スリットに隣接する前記ヒューズ部よりも幅方向に延設される、折り返し導体パターンが、前記スリットによって形成されていることを特徴とする、積層型フィルムコンデンサ。
請求項１に記載の積層型フィルムコンデンサであって、
一方の前記電極フィルムは、他方の電極フィルムに対して、前記セグメント部とベタ膜部が反転するようにして積層され、
前記セグメント部は、切断方向に沿って、前記誘電体フィルムの一側面側から対向側面側に、半面を超過するように形成され、前記電極フィルムを積層させたときに、前記セグメント部の一部が重なることを特徴とする、積層型フィルムコンデンサ。