JP6309983B2 - 薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法に関する。

図２は、薄膜高分子積層フィルムコンデンサ１の斜視図である。図２中、符号２は薄膜高分子からなる樹脂薄膜層と、金属蒸着膜からなる金属薄膜層とが交互に積層された積層体を示し、符号３，４は外部電極を示す。

薄膜高分子積層フィルムコンデンサ１は、モノマーを蒸着してモノマー層を形成した後当該モノマー層に電子線を照射してモノマー層を硬化することにより形成された樹脂薄膜層と、金属材料を蒸着して形成された金属薄膜層とが交互に積層された積層体２を有する薄膜高分子積層フィルムコンデンサである（図２参照。）。

薄膜高分子積層フィルムコンデンサ１は、樹脂フィルム上に金属薄膜層が形成された長尺フィルムを円筒状に巻き取ることにより製造する通常のフィルムコンデンサよりも小型化が容易であるという特徴を有する。また、薄膜高分子積層フィルムコンデンサ１は、積層セラミックコンデンサよりも軽量であり、積層セラミックコンデンサのような圧電特性がない。さらには、オープン故障モードによる発煙、発火リスクが低く、安定した温度特性を有するという特徴を有する。これらのことから、薄膜高分子積層フィルムコンデンサ１は、近年、種々の分野に広く使用されるようになってきている。

薄膜高分子積層フィルムコンデンサ１は、真空チャンバー内で、モノマーを蒸着してモノマー層を形成した後当該モノマー層に電子線を照射してモノマー層を硬化することにより樹脂薄膜層を形成する樹脂薄膜層形成工程と、金属材料を蒸着して金属薄膜層を形成する金属薄膜層形成工程とを回転ドラム上で交互に繰り返して行うことにより、回転ドラム上に樹脂薄膜層と金属薄膜層とが交互に積層された積層体を製造する積層体製造工程を含む積層フィルムコンデンサの製造方法、により製造することができる（例えば、特許文献１及び２参照。）。

特許文献１及び２には、モノマーとして、ジシクロペンタジエンメタノールジアクリレートやトリシクロデカンジメタノールジアクリレートなどの種々のアクリレート化合物を用いることが開示されている。また、モノマーとして、メタクリレート化合物を用いることも開示されている。

しかしながら、これらのモノマーのうちメタクリレート化合物は硬化性が劣るため、メタクリレート化合物を薄膜高分子積層フィルムコンデンサの誘電体材料に用いることは困難であることから、現在一般的にはアクリレート化合物が薄膜高分子積層フィルムコンデンサの誘電体材料として使用されている。

特開２００２−１９８２５７号公報 特開平６−２９１４７号公報

ところで、コンデンサの技術分野においては、従来よりも高温・高湿環境下における寿命が長いコンデンサ、及び、このようなコンデンサを製造可能なコンデンサの製造方法が常に求められており、薄膜高分子積層フィルムコンデンサの技術分野においても例外ではない。しかしながら、薄膜高分子積層フィルムコンデンサの誘電体材料としてアクリレート化合物を用いた場合には、樹脂薄膜層の吸湿性が高いため、高温・高湿雰囲気下における寿命が長い薄膜高分子積層フィルムコンデンサを実現するのが困難である。

そこで、モノマーとして、アクリレート化合物の代わりに、アクリレート化合物の場合よりも、吸湿性が低いポリマーを製造可能なメタクリレート化合物を用いることが考えられる。薄膜高分子積層フィルムコンデンサの樹脂薄膜層として、吸湿性が低いポリマーを用いることによって、高温・高湿環境下における寿命を長くできると考えられるからである。

しかしながら、本発明の発明者らは、種々の実験を重ねた結果、モノマーとして、一般的なメタクリレート化合物を用いたのでは、その硬化性の低さから、適切な硬化度の樹脂薄膜層が得られず、所望の性能を有する薄膜高分子積層フィルムコンデンサを製造することが困難であることが分かった。

そこで、本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、従来よりも高温・高湿雰囲気下における寿命が長く、かつ、所望の性能を有する薄膜高分子積層フィルムコンデンサ、及び、このような薄膜高分子積層フィルムコンデンサを製造可能な薄膜高分子積層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。

本発明の発明者らは、さらなる実験を重ねた結果、モノマーとして、一般的なメタクリレート化合物ではなく、下記の化学式（１）で表される脂環式炭化水素骨格を有するジメタクリレート化合物を用いれば、得られる樹脂薄膜層の硬化度を十分に高くすることが可能となり、その結果、従来よりも高温・高湿雰囲気下における寿命が長く、かつ、所望の性能を有する薄膜高分子積層フィルムコンデンサを製造することが可能となることを見出し、本発明（薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法及び薄膜高分子積層フィルムコンデンサ）を完成させるに至った。

但し、化学式（１）中、符号Ａは脂環式炭化水素を含む有機基を示す。

［１］本発明の薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法は、真空チャンバー内で、モノマーを蒸着してモノマー層を形成した後当該モノマー層に電子線を照射して前記モノマー層を硬化することにより樹脂薄膜層を形成する樹脂薄膜層形成工程と、金属材料を蒸着して金属薄膜層を形成する金属薄膜層形成工程とを回転ドラム上で交互に繰り返して行うことにより、前記回転ドラム上に前記樹脂薄膜層と前記金属薄膜層とが交互に積層された積層体を製造する積層体製造工程を含む薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法であって、前記樹脂薄膜層形成工程においては、前記モノマーとして、下記の化学式（１）で表される脂環式炭化水素骨格を有するジメタクリレート化合物を用いて前記モノマー層を形成することを特徴とする。

但し、化学式（１）中、符号Ａは脂環式炭化水素を含む有機基を示す。

［２］本発明の薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法において、前記樹脂薄膜層形成工程においては、前記樹脂薄膜層の層厚１μｍ当たりの加速電圧が１０ｋＶ／μｍ〜２５ｋＶ／μｍの範囲内、かつ、「電子線の電流値（ｍＡ）」を「前記回転ドラムのドラム幅（ｍ）×前記回転ドラムの回転速度（ｍ／ｓ）×前記樹脂薄膜層の層厚（μｍ）」で除して得られる値（電子線の電流値条件に関する値）が１００〜２５００の範囲内となる条件で前記モノマー層に電子線を照射することが好ましい。

［３］本発明の薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法においては、前記樹脂薄膜層形成工程と前記金属薄膜層形成工程との間に、前記樹脂薄膜層形成工程で形成された前記樹脂薄膜層を５０Ｗ〜１０００Ｗの範囲内の条件でプラズマ処理する第１プラズマ処理工程を含むことが好ましい。

［４］本発明の薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法においては、前記金属薄膜層形成工程と前記樹脂薄膜層形成工程との間に、前記金属薄膜層形成工程で形成された前記金属薄膜層を５０Ｗ〜１０００Ｗの範囲内の条件でプラズマ処理する第２プラズマ処理工程を含むことが好ましい。

［５］本発明の薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法において、前記金属薄膜層形成工程においては、蒸発源と前記回転ドラムとの距離が５０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内となる条件で金属材料を蒸着して前記金属薄膜層を形成することが好ましい。

［６］本発明の薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法において、前記積層体製造工程においては、前記樹脂薄膜層形成工程と前記金属薄膜層形成工程とを０℃〜２０℃の範囲内にある所定温度に冷却した回転ドラム上で交互に繰り返して行うことが好ましい。

［７］本発明の薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法においては、前記ジメタクリレート化合物が、下記の化学式（２）で表されるトリシクロデカンジメタノールジメタクリレートであることが好ましい。

［８］本発明の薄膜高分子積層フィルムコンデンサは、蒸着法によりモノマー層を形成した後当該モノマー層に電子線を照射して前記モノマー層を硬化することにより形成された樹脂薄膜層と、蒸着法により形成された金属薄膜層とが交互に積層された積層体を有する薄膜高分子積層フィルムコンデンサであって、前記モノマーは、下記の化学式（１）で表される脂環式炭化水素骨格を有するジメタクリレート化合物であることを特徴とする。

但し、化学式（１）中、符号Ａは脂環式炭化水素を含む有機基を示す。

［９］本発明の薄膜高分子積層フィルムコンデンサにおいては、前記ジメタクリレート化合物が、下記の化学式（２）で表されるトリシクロデカンジメタノールジメタクリレートであることが好ましい。

本発明の薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法によれば、モノマーとして、一般的なメタクリレート化合物ではなく、上記した化学式（１）で表される脂環式炭化水素骨格を有するジメタクリレート化合物を用いることとしたことから、後述する試験例１からも明らかなように、得られる樹脂薄膜層の硬化度を十分に高くすることが可能となり、その結果、所望の性能を有する薄膜高分子積層フィルムコンデンサを製造することが可能となる。従って、本発明の薄膜高分子積層フィルムコンデンサは、所望の性能を有する薄膜高分子積層フィルムコンデンサとなる。

なお、上記した化学式（１）で表される脂環式炭化水素骨格を有する化合物を用いる理由は以下の通りである。すなわち、上記した化学式（１）で表される脂環式炭化水素骨格を有する化合物を用いる場合には、鎖状炭化水素骨格を有する化合物を用いる場合よりもモノマーの反応性が高く、得られる樹脂薄膜層の硬化度を高くすることが可能となるからである。特に、脂環式炭化水素骨格がトリシクロデカンである場合には、その効果は大きいものとなる。また、分子内に２つの官能基を有するジメタクリレート化合物を用いる場合には、分子内に１つの官能基しか有しないメタクリレート化合物を用いる場合よりもモノマーの反応性が高く、得られる樹脂薄膜層の硬化度を高くすることが可能となるからである。なお、分子内に３つ以上の官能基を有するメタクリレート化合物は、分子内に２つの官能基を有するジメタクリレート化合物とは異なり、反応性は高いものの、粘度が高すぎて薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造に用いるのが困難である。

また、本発明の薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法によれば、モノマーとして、一般的なアクリレート化合物ではなく、上記した化学式（１）で表される脂環式炭化水素骨格を有するジメタクリレート化合物を用いることとしたことから、後述する試験例２からも明らかなように、高温・高湿環境下における寿命が長い薄膜高分子積層フィルムコンデンサを製造することが可能となる。従って、本発明の薄膜高分子積層フィルムコンデンサは、高温・高湿環境下における寿命が長い薄膜高分子積層フィルムコンデンサとなる。具体的には、「６０℃・９５％ＲＨ」又は「８５℃・８５％ＲＨ」の寿命性能保証が可能となる。

また、本発明の薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法によれば、モノマーとして、一般的なアクリレート化合物ではなく、上記した化学式（１）で表される脂環式炭化水素骨格を有するジメタクリレート化合物を用いることとしたことから、後述する試験例３からも明らかなように、吸湿量が低い薄膜高分子積層フィルムコンデンサ、すなわちフロアライフ性能（吸湿リフロー性能）が高い薄膜高分子積層フィルムコンデンサを製造することが可能となる。従って、本発明の薄膜高分子積層フィルムコンデンサは、フロアライフ性能（吸湿リフロー性能）が高い薄膜高分子積層フィルムコンデンサとなる。

さらにまた、本発明の薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法によれば、モノマーとして、一般的なアクリレート化合物ではなく、上記した化学式（１）で表される脂環式炭化水素骨格を有するジメタクリレート化合物を用いることとしたことから、後述する試験例４からも明らかなように、誘電正接（ｔａｎδ）が小さい薄膜高分子積層フィルムコンデンサを製造することが可能となる。従って、本発明の薄膜高分子積層フィルムコンデンサは、誘電正接（ｔａｎδ）が小さい薄膜高分子積層フィルムコンデンサとなる。

実施形態に係る薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法を実施するための製造装置１０を示す図である。 薄膜高分子積層フィルムコンデンサ１の斜視図である。

以下、本発明の薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法について、図に示す実施形態に基づいて説明する。

［実施形態］
１．薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法
図１は、実施形態に係る薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法を実施するための製造装置１０を示す図である。

製造装置１０は、真空チャンバー１２と、真空チャンバー１２内で回転する回転ドラム１４と、回転ドラム１４の回転方向１４ａに沿って回転ドラム１４の周囲に配設された、モノマー蒸着装置１８と、電子線照射装置２０と、第１プラズマ処理装置２２と、金属薄膜層パターニング装置２４と、金属蒸着装置２６と、第２プラズマ処理装置２８とを備える。なお、真空チャンバー１２には、図示しない真空排気装置及びパージ装置が接続されている。

回転ドラム１４は、図示しない回転駆動装置により回転方向１４ａ方向に回転駆動される。回転ドラム１４の回転速度は、自由に設定できるが、通常１５ｒｐｍ〜７０ｒｐｍ程度である。回転ドラム１４の外周面（基板面）は平滑に、好ましくは鏡面状に仕上げられており、冷却機構１６により、好ましくは０℃〜２０℃の範囲内、より好ましくは５℃〜１５℃の範囲内の所定温度に冷却されている。

モノマー蒸着装置１８は、樹脂薄膜層を形成するためのモノマーを加熱して蒸発・気化させ、回転ドラム１４上に蒸着・堆積させる。

電子線照射装置２０は、モノマー樹脂を重合又は架橋させ、モノマー層を樹脂薄膜層とする。

第１プラズマ処理装置２２は、樹脂薄膜層の表面を酸素プラズマ処理により活性化させて、樹脂薄膜層と金属薄膜層との接着性を向上させるための酸素プラズマ装置である。実施形態に係る薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法においては、プラズマの熱により樹脂薄膜層の重合反応を促進して樹脂薄膜層の硬化度を十分に高くする働きもする。なお、第１プラズマ処理装置２２は、酸素プラズマ処理装置に限定されず、窒素プラズマ処理装置、アルゴンプラズマ処理装置その他のプラズマ処理装置であってもよい。

金属薄膜層パターニング装置２４は、例えばオイルであるパターニング材料を蒸発・気化させたものをノズルから噴射し樹脂薄膜層表面に帯状に堆積させる。

金属蒸着装置２６は、電子ビーム加熱蒸着法により、回転ドラム１４の表面に金属材料を蒸着して金属薄膜層を形成する。具体的には、坩堝（金属蒸着源）に収容された金属材料に電子銃から電子線が照射され、電子線のエネルギーにより坩堝内の金属材料が蒸発・気化して回転ドラム１４上に堆積する。なお、金属蒸着装置２６は、電子ビーム加熱蒸着法によるものに限定されず、抵抗加熱蒸着法等の他の真空蒸着法又はスパッタリング法等によるものであってもよい。

第２プラズマ処理装置２８は、金属薄膜層パターニング装置２４により堆積されたパターニング材料を除去するとともに、金属薄膜層の表面を酸素プラズマ処理により活性化させて、金属薄膜層と樹脂薄膜層との接着性を向上させるための酸素プラズマ処理装置である。実施形態に係る薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法においては、プラズマの熱により樹脂薄膜層の重合反応を促進して樹脂薄膜層の硬化度を十分に高くする働きもする。なお、第２プラズマ処理装置２８は、酸素プラズマ処理装置に限定されず、窒素プラズマ処理装置、アルゴンプラズマ処理装置その他のプラズマ処理装置であってもよい。

制御装置は、モノマー蒸着装置１８、電子線照射装置２０、第１プラズマ処理装置２２、金属薄膜層パターニング装置２４、金属蒸着装置２６及び第２プラズマ処理装置２８並びに図示しない真空排気装置及びパージ装置の動作を制御する。

２．実施形態に係る薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法
実施形態に係る薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法を説明する。
まず、モノマー蒸着装置１８により回転ドラム１４の外周にモノマー層を形成し、当該モノマー層を電子線照射装置２０により硬化させて樹脂薄膜層とする（樹脂薄膜層形成工程）。次に、第１プラズマ処理装置２２により樹脂薄膜層の表面を酸素プラズマ処理により活性化する（第１プラズマ処理工程）。次に、金属薄膜層パターニング装置２４により樹脂薄膜層上にパターニング材料を帯状に堆積させる。次に、金属蒸着装置２６により樹脂薄膜層上に金属薄膜層を形成する（金属薄膜層形成工程）。この際、パターニング材料が堆積された箇所には金属薄膜層は形成されず、この箇所が積層体の電気的絶縁部分となる。樹脂薄膜層の層厚は、例えば１００ｎｍ〜１５００ｎｍであり、金属薄膜層の層厚は、例えば１０ｎｍ〜４０ｎｍである。

次に、第２プラズマ処理装置２８により金属薄膜層の表面を酸素プラズマ処理により活性化する（第２プラズマ処理工程）。これにより、金属薄膜層パターニング装置２４により堆積されたパターニング材料を除去することができる。また、モノマー蒸着装置１８により再度モノマー層を形成する際に、金属薄膜層を構成する金属と樹脂薄膜層を構成するモノマーに含まれる炭素とが化学的に結合し、その結果、金属薄膜層と樹脂薄膜層との接着性が向上する。

樹脂薄膜層形成工程においては、モノマーとして、化学式（１）で表される脂環式炭化水素骨格を有するジメタクリレート化合物を用いてモノマー層を形成する。具体的には、上記した化学式（１）で表される脂環式炭化水素骨格を有するジメタクリレート化合物を加熱して蒸発・気化させ、当該蒸発・気化されたジメタクリレート化合物を、冷却されている回転ドラム１４上に堆積させてモノマー層を形成する。

樹脂薄膜層形成工程においては、樹脂薄膜層の層厚１μｍ当たりの加速電圧が１０ｋＶ／μｍ〜２５ｋＶ／μｍの範囲内、かつ、「電子線の電流値（ｍＡ）」を「回転ドラムのドラム幅（ｍ）×回転ドラムの回転速度（ｍ／ｓ）×樹脂薄膜層の層厚（μｍ）」で除して得られる値（電子線の電流値条件に関する値）が１００〜２５００の範囲内となる条件でモノマー層に電子線を照射する。

ここで、樹脂薄膜層の層厚１μｍ当たりの加速電圧を１０ｋＶ／μｍ〜２５ｋＶ／μｍの範囲内としたのは以下の理由による。すなわち、樹脂薄膜層の層厚１μｍ当たりの加速電圧を１０ｋＶ／μｍよりも低くした場合には、モノマーの重合反応（架橋反応）を十分に進行させて、得られる樹脂薄膜層の硬化度を十分に高くすることが困難となる場合があるからである。また、樹脂薄膜層の層厚１μｍ当たりの加速電圧を２５ｋＶ／μｍよりも高くすると、下層の積層体にダメージを与えてコンデンサ性能を劣化させる不具合が生じる可能性があるからである。なお、一般に薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造に使用されているアクリレート化合物の場合、樹脂薄膜層の層厚１μｍ当たりの加速電圧は５ｋＶ／μｍ〜１５ｋＶ／μｍ程度が適正な条件となるため、本発明の加速電圧条件はその１．５倍〜３倍程度となる。

また、「電子線の電流値（ｍＡ）」を「回転ドラムのドラム幅（ｍ）×回転ドラムの回転速度（ｍ／ｓ）×樹脂薄膜層の層厚（μｍ）」で除して得られる値を１００〜２５００の範囲内としたのは以下の理由による。すなわち、当該値を１００よりも小さくした場合には、モノマーの重合反応（架橋反応）を十分に進行させて、得られる樹脂薄膜層の硬化度を十分に高くすることが困難となる場合があるからである。また、当該値を２５００よりも大きくした場合には、得られる樹脂薄膜層の硬化度が高くなりすぎるために積層体自体が硬く脆くなり、後工程で積層体を回転ドラムから引き剥がす際や平坦化する際に割れてしまう不具合が生じやすくなるからである。このような観点から言えば、樹脂薄膜層形成工程においては、電子線の電流値条件に関する上記の値が３００〜１０００の範囲内となる条件でモノマー層に電子線を照射することがより一層好ましい。なお、一般に薄膜高分子積層フィルムコンデンサで使用されているアクリレート化合物の場合、電子線の電流値条件に関する上記の値は５０〜３００程度が適正な条件となるため、本発明の電子線の電流条件はその２倍〜８倍程度となる。

第１プラズマ処理工程においては、樹脂薄膜層形成工程で形成された樹脂薄膜層を５０Ｗ〜１０００Ｗの範囲内の条件でプラズマ処理する。

ここで、第１プラズマ処理工程において、樹脂薄膜層を５０Ｗ〜１０００Ｗの範囲内の条件でプラズマ処理することとしたのは以下の理由による。すなわち、樹脂薄膜層を５０Ｗよりも小さい条件でプラズマ処理した場合には、樹脂薄膜層にプラズマ処理を施す過程で樹脂薄膜層を十分に加熱することができないことから、モノマーの重合反応（架橋反応）を十分に進行させて、得られる樹脂薄膜層の硬化度を十分に高くすることが困難となる場合があるからである。また、樹脂薄膜層を１０００Ｗ程度でプラズマ処理すれば、樹脂薄膜層にプラズマ処理を施す過程で樹脂薄膜層を加熱する効果が十分に得られるため、樹脂薄膜層に対して１０００Ｗよりも高い条件のプラズマ処理を施す必要がないからである。

金属薄膜層形成工程においては、電子ビーム加熱蒸着法により、蒸発源と回転ドラムとの距離が５０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内となる条件で、回転ドラム１４の表面に金属材料を蒸着して金属薄膜層を形成する。具体的には、坩堝（金属蒸着源）に収容された金属材料に電子銃から電子線を照射して、電子線のエネルギーにより坩堝内の金属材料を蒸発・気化させて回転ドラム１４上に堆積する。金属材料としては、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ａｕ、Ａｇ及びＰｔから選択した少なくとも一種類の金属材料を使用することができる。

ここで、蒸発源と回転ドラムとの距離を５０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内としたのは以下の理由による。すなわち、当該距離を３００ｍｍよりも長くした場合には、金属材料を蒸着する過程で樹脂薄膜層を十分に加熱することができないことから、モノマーの重合反応（架橋反応）を十分に進行させて、得られる樹脂薄膜層の硬化度を十分に高くすることが困難となる場合があるからである。また、当該距離を５０ｍｍよりも短くした場合には、金属薄膜層を均一に形成することが困難となる場合があるからである。

第２プラズマ処理工程においては、金属薄膜層形成工程で形成された金属薄膜層を５０Ｗ〜１０００Ｗの範囲内の条件でプラズマ処理する。

ここで、第２プラズマ処理工程において、金属薄膜層を５０Ｗ〜１０００Ｗの範囲内の条件でプラズマ処理することとしたのは以下の理由による。すなわち、金属薄膜層を５０Ｗよりも小さい条件でプラズマ処理した場合には、金属薄膜層にプラズマ処理を施す過程で樹脂薄膜層を十分に加熱することができないことから、モノマーの重合反応（架橋反応）を十分に進行させて、得られる樹脂薄膜層の硬化度を十分に高くすることが困難となる場合があるからである。また、金属薄膜層を１０００Ｗ程度でプラズマ処理すれば、金属薄膜層にプラズマ処理を施す過程で樹脂薄膜層を加熱する効果が十分に得られるため、金属薄膜層に対して１０００Ｗよりも高い条件のプラズマ処理を施す必要がないからである。

実施形態に係る薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法においては、積層体製造工程を、０℃〜２０℃の範囲内にある所定温度に冷却した回転ドラム１４上で行う。回転ドラム１４を０℃〜２０℃の範囲内にある所定温度に冷却するためには、回転ドラム１４の内側にある空間に−５℃〜２０℃の範囲内の冷却媒体（不凍液又は水）を循環させることにより行う。

ここで、積層体製造工程を、０℃〜２０℃の範囲内にある所定温度に冷却した回転ドラム１４上で行うこととしたのは以下の理由による。すなわち、積層体製造工程を０℃よりも低い温度に冷却した回転ドラム上で行う場合には、モノマーの硬化が阻害され適切な樹脂薄膜層を得ることが困難となる場合があるからである。また、積層体製造工程を２０℃よりも高い温度の回転ドラム上で行う場合には、回転ドラム１４の外周面への気化したモノマーの付着効率が低下してしまう場合があるからである。

以上の工程を繰り返すことにより、樹脂薄膜層と帯状の電気的絶縁部分を除く金属薄膜層とからなる積層単位を回転ドラム１４の外周面に所定回数積層すると、円筒状の積層体が得られる。その後、この円筒状の積層体を半径方向に分割して、回転ドラム１４から取り外し、図示しない扉を介して真空チャンバー１２の外に取り出す。真空チャンバー１２から取り出した積層体は、回転ドラム１４の外周面とほぼ同じ曲率の円弧状に湾曲している。次に、この湾曲した積層体を加熱下でプレスして平坦化する。その後、平坦化した積層体をスティック状に切断した後、外部電極を形成し、これをさらにチップ状に切断すれば、薄膜高分子積層フィルムコンデンサが得られる。

すなわち、実施形態に係る薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法は、真空チャンバー１２内で、モノマー蒸着装置１８によりモノマーを蒸着してモノマー層を形成した後、電子線照射装置２０によりモノマー層に電子線を照射してモノマー層を硬化することにより樹脂薄膜層を形成する樹脂薄膜層形成工程と、金属蒸着装置２６により金属材料を蒸着して金属薄膜層を形成する金属薄膜層形成工程とを回転ドラム１４上で交互に繰り返して行うことにより、回転ドラム１４上に樹脂薄膜層と金属薄膜層とが交互に積層された積層体を製造する積層体製造工程を含む積層フィルムコンデンサの製造方法である。

そして、実施形態に係る薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法において、樹脂薄膜層形成工程においては、上述したように、モノマーとして、上記した化学式（１）で表される脂環式炭化水素骨格を有するジメタクリレート化合物を用いてモノマー層を形成する。

このようなジメタクリレート化合物としては、上記した化学式（２）で表されるトリシクロデカンジメタノールジメタクリレートを好適に用いることができる。

３．実施形態に係る薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法及び薄膜高分子積層フィルムコンデンサの効果
以上のように構成された、実施形態に係る薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法によれば、モノマーとして、一般的なメタクリレート化合物ではなく、上記した化学式（１）で表される脂環式炭化水素骨格を有するジメタクリレート化合物を用いることとしたことから、上述したように、また、後述する試験例１からも明らかなように、得られる樹脂薄膜層の硬化度を十分に高くすることが可能となり、その結果、所望の性能を有する薄膜高分子積層フィルムコンデンサを製造することが可能となる。従って、実施形態に係る薄膜高分子積層フィルムコンデンサは、所望の性能を有する薄膜高分子積層フィルムコンデンサとなる。

また、実施形態に係る薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法によれば、モノマーとして、一般的に使用されるアクリレート化合物ではなく、上記した化学式（１）で表される脂環式炭化水素骨格を有するジメタクリレート化合物を用いることとしたことから、後述する試験例２からも明らかなように、高温・高湿環境下における寿命が長い薄膜高分子積層フィルムコンデンサを製造することが可能となる。従って、実施形態に係る薄膜高分子積層フィルムコンデンサは、高温・高湿環境下における寿命が長い薄膜高分子積層フィルムコンデンサとなる。具体的には、「６０℃・９５％ＲＨ」又は「８５℃・８５％ＲＨ」の寿命性能保証が可能となる。

また、実施形態に係る薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法によれば、モノマーとして、一般的に使用されるアクリレート化合物ではなく、上記した化学式（１）で表される脂環式炭化水素骨格を有するジメタクリレート化合物を用いることとしたことから、後述する試験例３からも明らかなように、吸湿量が低い薄膜高分子積層フィルムコンデンサ、すなわちフロアライフ性能（吸湿リフロー性能）が高い薄膜高分子積層フィルムコンデンサを製造することが可能となる。従って、実施形態に係る薄膜高分子積層フィルムコンデンサは、フロアライフ性能（吸湿リフロー性能）が高い薄膜高分子積層フィルムコンデンサとなる。

さらにまた、実施形態に係る薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法によれば、モノマーとして、一般的に使用されるアクリレート化合物ではなく、上記した化学式（１）で表される脂環式炭化水素骨格を有するジメタクリレート化合物を用いることとしたことから、後述する試験例４からも明らかなように、誘電正接（ｔａｎδ）が小さい薄膜高分子積層フィルムコンデンサを製造することが可能となる。従って、実施形態に係る薄膜高分子積層フィルムコンデンサは、誘電正接（ｔａｎδ）が小さい薄膜高分子積層フィルムコンデンサとなる。

また、実施形態に係る薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法によれば、樹脂薄膜層形成工程において、樹脂薄膜層の層厚１μｍ当たりの加速電圧が１０ｋＶ／μｍ〜２５ｋＶ／μｍの範囲内、かつ、「電子線の電流値（ｍＡ）」を「回転ドラムのドラム幅（ｍ）×回転ドラムの回転速度（ｍ／ｓ）×樹脂薄膜層の層厚（μｍ）」で除して得られる値が１００〜２５００の範囲内となる条件でモノマー層に電子線を照射することから、モノマー層に電子線を照射する過程でモノマーの重合反応（架橋反応）が進行し、適切な硬化度の樹脂薄膜層を得ることができる。

また、実施形態に係る薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法によれば、樹脂薄膜層形成工程と金属薄膜層形成工程との間に、樹脂薄膜層形成工程で形成された樹脂薄膜層を５０Ｗ〜１０００Ｗの範囲内の条件でプラズマ処理する第１プラズマ処理工程を含むことから、第１プラズマ処理工程で樹脂薄膜層に対してプラズマ処理を施す過程で樹脂薄膜層が十分に加熱されるようになる結果、モノマーの重合反応（架橋反応）が進行し、得られる樹脂薄膜層の硬化度をより一層高くすることが可能となる。

この場合、モノマー層に電子線を照射して樹脂薄膜層とした直後にプラズマ処理（第１プラズマ処理）を行うことから、樹脂の硬化度を促進する効果が大きいものとなる。

また、実施形態に係る薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法によれば、金属薄膜層形成工程において、蒸発源と回転ドラムとの距離が５０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内となる条件で金属材料を蒸着して金属薄膜層を形成することから、金属薄膜層形成工程で金属材料を蒸着する過程で樹脂薄膜層が十分に加熱されるようになる結果、モノマーの重合反応（架橋反応）が進行し、得られる樹脂薄膜層の硬化度をより一層高くすることが可能となる。

また、実施形態に係る薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法によれば、金属薄膜層形成工程と樹脂薄膜層形成工程との間に、金属薄膜層形成工程で形成された金属薄膜層を５０Ｗ〜１０００Ｗの範囲内の条件でプラズマ処理する第２プラズマ処理工程を含むことから、第２プラズマ処理工程で樹脂薄膜層に対してプラズマ処理を施す過程で樹脂薄膜層が十分に加熱されるようになる結果、モノマーの重合反応（架橋反応）が進行し、得られる樹脂薄膜層の硬化度をより一層高くすることが可能となる。

また、実施形態に係る薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法によれば、積層体製造工程において、樹脂薄膜層形成工程と金属薄膜層形成工程とを０℃〜２０℃の範囲内にある所定温度に冷却した回転ドラム上で交互に繰り返して行うことから、モノマーの付着効率を高くすることが可能となる。

なお、このように樹脂薄膜層形成工程を０℃〜２０℃の範囲内にある所定温度に冷却した回転ドラム上で行う場合には、モノマー層が冷却されることから、モノマーの重合反応（架橋反応）の進行が遅くなるとも考えられる。しかしながら、後述する試験例１からも明らかなように、樹脂薄膜層形成工程において、樹脂薄膜層の層厚１μｍ当たりの加速電圧が１０ｋＶ／μｍ〜２５ｋＶ／μｍの範囲内、かつ、「電子線の電流値（ｍＡ）」を「回転ドラムのドラム幅（ｍ）×回転ドラムの回転速度（ｍ／ｓ）×樹脂薄膜層の層厚（μｍ）」で除して得られる値が１００〜２５００の範囲内となる条件でモノマー層に電子線を照射することとし、第１プラズマ処理工程において、樹脂薄膜層を５０Ｗ〜１０００Ｗの範囲内の条件でプラズマ処理することとし、金属薄膜層形成工程において、蒸発源と回転ドラムとの距離が５０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内となる条件で金属材料を蒸着して金属薄膜層を形成することとし、第２プラズマ処理工程において、金属薄膜層を５０Ｗ〜１０００Ｗの範囲内の条件でプラズマ処理することとしたことにより、適切な硬化度の樹脂薄膜層を得ることは十分可能であり、所望の性能を有する薄膜高分子積層フィルムコンデンサを製造することが可能となる。

また、実施形態に係る薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法によれば、ジメタクリレート化合物が、上記した化学式（２）で表されるトリシクロデカンジメタノールジメタクリレートであることから、製造時のモノマーの、蒸発性、回転ドラムへの付着効率、硬化性、及び、コンデンサ性能としての、高温・高湿環境下における寿命性能、吸湿量、誘電正接（ｔａｎδ）をバランス良く高い水準に保つことが可能となる。

［試験例］
試験例１は、「本発明の薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法により製造された薄膜高分子積層フィルムコンデンサは、樹脂薄膜層の硬化度が高く、所望の性能を有する薄膜高分子積層フィルムコンデンサである」ことを示す試験例である。試験例２は、「本発明の薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法により製造された薄膜高分子積層フィルムコンデンサは、高温・高湿環境下における寿命が長い」ことを示す試験例である。試験例３は、「本発明の薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法により製造された薄膜高分子積層フィルムコンデンサは、吸湿量が小さい」ことを示す試験例である。試験例４は、「本発明の薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法により製造された薄膜高分子積層フィルムコンデンサは、誘電正接（ｔａｎδ）が小さい」ことを示す試験例である。

１．試料の調製
［１］試料１（実施例）
基本的には実施形態に係る薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法の場合と同様の積層体製造工程により積層体を作製し、当該積層体を用いて薄膜高分子積層フィルムコンデンサ（樹脂薄膜層の層厚：０．５μｍ、容量：１μＦ、チップサイズ：４５３２）を作製し、試料１とした。但し、モノマーとして、上記の化学式（２）で表されるトリシクロデカンジメタノールジメタクリレートを用いた。また、電子線照射の条件として、樹脂薄膜層の層厚１μｍ当たりの加速電圧が１４ｋＶ／μｍ、かつ、「電子線の電流値（ｍＡ）」を「回転ドラムのドラム幅（ｍ）×回転ドラムの回転速度（ｍ／ｓ）×樹脂薄膜層の層厚（μｍ）」で除して得られる値（電子線の電流値条件に関する値）が６６７となる条件を採用した。

［２］試料２（比較例）
電子線照射の条件として、樹脂薄膜層の層厚１μｍ当たりの加速電圧が８ｋＶ／μｍ、かつ、「電子線の電流値（ｍＡ）」を「回転ドラムのドラム幅（ｍ）×回転ドラムの回転速度（ｍ／ｓ）×樹脂薄膜層の層厚（μｍ）」で除して得られる値（電子線の電流値条件に関する値）が１１７となる条件を採用したこと以外は試料１の製造方法と同様の方法により積層体を作製し、当該積層体を用いて薄膜高分子積層フィルムコンデンサを作製し、試料２とした。

［３］試料３（比較例）
モノマーとして、トリシクロデカンジメタノールジアクリレートを用いたこと、及び、樹脂薄膜層の層厚１μｍ当たりの加速電圧が８ｋＶ／μｍ、かつ、「電子線の電流値（ｍＡ）」を「回転ドラムのドラム幅（ｍ）×回転ドラムの回転速度（ｍ／ｓ）×樹脂薄膜層の層厚（μｍ）」で除して得られる値（電子線の電流値条件に関する値）が１１７となる条件を採用した以外は試料１の製造方法と同様の方法により積層体を作製し、当該積層体を用いて薄膜高分子積層フィルムコンデンサを作製し、試料３とした。

２．評価方法
［１］試験例１（硬化度）
積層体を製造した直後に樹脂薄膜層の硬化度を測定した。その測定は、赤外分光光度計で、積層体の樹脂薄膜層及び原料モノマーにおけるＣ＝Ｏ基の吸光度とＣ＝Ｃ基の吸光度を測定するとともに、樹脂薄膜層におけるＣ＝Ｏ基の吸光度とＣ＝Ｃ基の吸光度との第１比率と、原料モノマーにおけるＣ＝Ｏ基の吸光度とＣ＝Ｃ基の吸光度との第２比率とを用いて算出した。

［２］試験例２（高温・高湿環境下における寿命）
各試料のそれぞれを高温・高湿（８５℃・８５％ＲＨ）環境下で、直流電圧５０Ｖを印加して５００時間放置した。その後、各試料を取り出して容量（高温・高湿環境下においたときの容量）を測定し、当該容量を、試料を高温・高湿環境下に置く前に測定した容量を基準として、容量がどれくらい減少しているかを測定した（高温・高湿環境下においたときの容量変化率）。試験例２においては、容量減少量が小さいほど、高温・高湿環境下における寿命が長いと判断できる。なお、試料２については、硬化度が低すぎて積層体自体の層間が剥離してしまい、薄膜高分子積層フィルムコンデンサを作製することができなかったため、試料１及び試料３についてのみ、試験例２に係る試験を行った。

［３］試験例３（吸湿量）
各試料のそれぞれを「３０℃・６０％ＲＨ」の環境下で２５０時間放置した。その後、各試料を取り出して容量（「３０℃・６０％ＲＨ」の環境下においたときの容量）を測定し、当該容量を、試料を「３０℃・６０％ＲＨ」の環境下に置く前に測定した容量を基準として、容量がどれくらい増加しているかを測定した（「３０℃・６０％ＲＨ」の環境下においたときの容量変化率）。試験例３においては、容量増加量が小さいほど、吸湿量が低いと判断できる。なお、上述したように、試料２については、硬化度が低すぎて薄膜高分子積層フィルムコンデンサを作製することができなかったため、試料１及び試料３についてのみ、試験例３に係る試験を行った。

［４］試験例４（誘電正接（ｔａｎδ））
各試料のそれぞれについてＬＣＲメータにより１ｋＨｚの誘電正接（ｔａｎδ）を測定した。なお、上述したように、試料２については、硬化度が低すぎて薄膜高分子積層フィルムコンデンサを作製することができなかったため、試料１及び試料３についてのみ、試験例４に係る試験を行った。

３．評価結果
表１は、試験例１〜４の結果を示す図である。

表１からも分かるように、モノマーとしてトリシクロデカンジメタノールジメタクリレートを用いて作製した試料（試料１）は、モノマーとしてトリシクロデカンジメタノールジアクリレートを用いて作製した試料（試料３）の場合と同様に、樹脂薄膜層が適切な硬化度で形成されており、所望の性能を有する薄膜高分子積層フィルムコンデンサを製造可能であることが分かった（試験例１参照）。また、モノマーとしてトリシクロデカンジメタノールジメタクリレートを用いて作製した試料（試料１）は、モノマーとしてトリシクロデカンジメタノールジアクリレートを用いて作製した試料（試料３）よりも、高温・高湿環境下における寿命が長く（試験例２参照）、吸湿度が低く（試験例３参照）、誘電正接（ｔａｎδ）が小さく（試験例４参照）、総合的に優れた薄膜高分子積層フィルムコンデンサであることが分かった。

また、モノマーとしてトリシクロデカンジメタノールジメタクリレートを用いるとともに、電子線照射の条件として、樹脂薄膜層の層厚１μｍ当たりの加速電圧が１４ｋＶ／μｍ、かつ、「電子線の電流値（ｍＡ）」を「回転ドラムのドラム幅（ｍ）×回転ドラムの回転速度（ｍ／ｓ）×樹脂薄膜層の層厚（μｍ）」で除して得られる値が６６７となる条件を採用して作製した試料（試料１）は、モノマーとしてトリシクロデカンジメタノールジメタクリレートを用いるとともに、電子線照射の条件として、樹脂薄膜層の層厚１μｍ当たりの加速電圧が８ｋＶ／μｍ、かつ、「電子線の電流値（ｍＡ）」を「回転ドラムのドラム幅（ｍ）×回転ドラムの回転速度（ｍ／ｓ）×樹脂薄膜層の層厚（μｍ）」で除して得られる値が１１７となる条件を採用して作製した試料（試料２）とは異なり、所望の性能を有する薄膜高分子積層フィルムコンデンサであることも分かった（試験例１参照）。

以上、本発明の薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法及び本発明の薄膜高分子積層フィルムコンデンサを上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

［１］実施形態においては、薄膜高分子積層フィルムコンデンサを製造する製造装置として、モノマー蒸着装置１８、電子線照射装置２０、第１プラズマ処理装置２２、金属薄膜層パターニング装置２４、金属蒸着装置２６及び第２プラズマ処理装置２８並びに真空排気装置、パージ装置及び制御装置を備える製造装置１０を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。これらの装置のうち１以上の装置（例えば第２プラズマ処理装置２８）を備えない製造装置を用いることもできる。また、これらの装置に加えて別の装置（例えば樹脂薄膜層と金属薄膜層との接着性を向上させるためのカップリング材（Ｔｉ）を金属薄膜層の表面に堆積させる装置）をさらに備える製造装置を用いることもできる。

１…薄膜高分子積層フィルムコンデンサ、２…積層体、３，４…外部電極、１０…製造装置、１２…真空チャンバー、１４…回転ドラム、１６…冷却装置、１８…モノマー蒸着装置、２０…電子線照射装置、２２…第１プラズマ処理装置、２４…金属薄膜層パターニング装置、２６…金属蒸着装置、２８…第２プラズマ処理装置

Claims (5)

1. 真空チャンバー内で、モノマーを蒸着してモノマー層を形成した後当該モノマー層に電子線を照射して前記モノマー層を硬化することにより樹脂薄膜層を形成する樹脂薄膜層形成工程と、金属材料を蒸着して金属薄膜層を形成する金属薄膜層形成工程とを回転ドラム上で交互に繰り返して行うことにより、前記回転ドラム上に前記樹脂薄膜層と前記金属薄膜層とが交互に積層された積層体を製造する積層体製造工程を含む薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法であって、
   前記樹脂薄膜層形成工程においては、前記モノマーとして、下記の化学式（２）で表されるトリシクロデカンジメタノールジメタクリレートを用いて前記モノマー層を形成するとともに、前記樹脂薄膜層の層厚１μｍ当たりの加速電圧が１０ｋＶ／μｍ〜２５ｋＶ／μｍの範囲内、かつ、「電子線の電流値（ｍＡ）」を「前記回転ドラムのドラム幅（ｍ）×前記回転ドラムの回転速度（ｍ／ｓ）×前記樹脂薄膜層の層厚（μｍ）」で除して得られる値が１００〜２５００の範囲内となる条件で前記モノマー層に電子線を照射することを特徴とする薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法。
   

   
2. 前記樹脂薄膜層形成工程と前記金属薄膜層形成工程との間に、前記樹脂薄膜層形成工程で形成された前記樹脂薄膜層を５０Ｗ〜１０００Ｗの範囲内の条件でプラズマ処理する第１プラズマ処理工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法。
3. 前記金属薄膜層形成工程と前記樹脂薄膜層形成工程との間に、前記金属薄膜層形成工程で形成された前記金属薄膜層を５０Ｗ〜１０００Ｗの範囲内の条件でプラズマ処理する第２プラズマ処理工程を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法。
4. 前記金属薄膜層形成工程においては、蒸発源と前記回転ドラムとの距離が５０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内となる条件で金属材料を蒸着して前記金属薄膜層を形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法。
5. 前記積層体製造工程においては、前記樹脂薄膜層形成工程と前記金属薄膜層形成工程とを０℃〜２０℃の範囲内にある所定温度に冷却した回転ドラム上で交互に繰り返して行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の薄膜高分子積層フィルムコンデンサの製造方法。

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