JP7357305B2 - 誘電体組成物、誘電体フィルム及びコンデンサ - Google Patents
誘電体組成物、誘電体フィルム及びコンデンサ Download PDFInfo
- Publication number
- JP7357305B2 JP7357305B2 JP2021556061A JP2021556061A JP7357305B2 JP 7357305 B2 JP7357305 B2 JP 7357305B2 JP 2021556061 A JP2021556061 A JP 2021556061A JP 2021556061 A JP2021556061 A JP 2021556061A JP 7357305 B2 JP7357305 B2 JP 7357305B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dielectric
- heterocycle
- dielectric composition
- polymer
- chemical
- 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.)
- Active
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 75
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims description 35
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 66
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 52
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 claims description 40
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 claims description 30
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 20
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 229920002396 Polyurea Polymers 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 3
- 238000001641 gel filtration chromatography Methods 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 125000001570 methylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])[*:2] 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YEDDVXZFXSHDIB-UHFFFAOYSA-N 1,1,2,2,3,3-hexafluoropropan-1-ol Chemical compound OC(F)(F)C(F)(F)C(F)F YEDDVXZFXSHDIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002391 heterocyclic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/018—Dielectrics
- H01G4/06—Solid dielectrics
- H01G4/14—Organic dielectrics
- H01G4/18—Organic dielectrics of synthetic material, e.g. derivatives of cellulose
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
- C08G63/68—Polyesters containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen
- C08G63/685—Polyesters containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen containing nitrogen
- C08G63/6852—Polyesters containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen containing nitrogen derived from hydroxy carboxylic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
- C08G63/68—Polyesters containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen
- C08G63/685—Polyesters containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen containing nitrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G64/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbonic ester link in the main chain of the macromolecule
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L101/00—Compositions of unspecified macromolecular compounds
- C08L101/02—Compositions of unspecified macromolecular compounds characterised by the presence of specified groups, e.g. terminal or pendant functional groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L67/04—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids, e.g. lactones
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L69/00—Compositions of polycarbonates; Compositions of derivatives of polycarbonates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/30—Stacked capacitors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/32—Wound capacitors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
Description
本開示は、誘電体組成物、誘電体フィルム及びコンデンサに関し、より詳細には、高分子を含む誘電体組成物、誘電体フィルム及びコンデンサに関する。
特許文献１には、フィルムコンデンサ素子が記載されている。このフィルムコンデンサ素子は、ポリユリア膜からなる誘電体膜層と、金属蒸着膜層とが少なくとも積層されてなる積層体を用いて構成される。
特許文献１に記載のフィルムコンデンサ素子において、誘電体膜層の誘電体の種類を変えずに高容量化を目指す場合、誘電体膜層の薄膜化が必要である。しかしながら、誘電体膜層の薄膜化は加工難易度が高く、薄膜化することで絶縁破壊しやすい問題がある。
特許文献１には、高誘電体率を有する誘電体としてポリユリアが記載されている。しかしながら、ポリユリアには下記化学構造（１）で記載されるアミド結合を含む。このアミド結合の分解により、アミンが発生する。このアミンが金属に吸着すると腐食が発生してしまうため、誘電体内にアミド結合を含まない方が良い。
本開示は、アミド結合を含まず、かつ高誘電率を有する誘電体組成物、誘電体フィルム及びコンデンサを提供することを目的とする。
本開示の一態様に係る誘電体組成物は、複素環とカルボニル基とを少なくとも１つずつ含む単位構造の繰り返し単位を有する高分子を含む。
本開示の一態様に係る誘電体フィルムは、前記誘電体組成物を含む。
本開示の一態様に係るコンデンサは、前記誘電体フィルムを有する。
（実施形態）
（１）概要
近年、ＥＶ車（電気自動車）やハイブリッド車が広く流通することに伴い、モータ制御を担うインバータにも小型化が求められており、結果として、インバータの構成部品であるフィルムコンデンサ等のコンデンサにも小型化が求められている。
（１）概要
近年、ＥＶ車（電気自動車）やハイブリッド車が広く流通することに伴い、モータ制御を担うインバータにも小型化が求められており、結果として、インバータの構成部品であるフィルムコンデンサ等のコンデンサにも小型化が求められている。
性能を維持しつつコンデンサの小型化を実現するための方法として、誘電体フィルム等の誘電体層の薄膜化、誘電率の高い物質での誘電体層の作成が挙げられる。
誘電体層の薄膜化は加工の難易度が高く、また薄膜化による絶縁破壊も発生しやすくなる。一方で、高誘電率の物質で誘電体層を構成することは、薄膜化をしないか或いはほとんどすることなく、誘電体層の高誘電率化が可能で、コンデンサの容量アップを実現することができ、また薄膜化をしないか或いはほとんどすることがないので、絶縁破壊も発生しにくい。
本開示では、アミド結合を含まず、かつ従来の高分子の誘電率（概ね２．０～３．０）よりも高誘電率（３．５以上）の誘電体組成物を提供する。また、薄膜化をほとんどすることなく、コンデンサの容量アップを実現する誘電体フィルム、並びにこの誘電体フィルムを使用したコンデンサを提供する。
本実施形態に係る誘電体組成物は、複素環とカルボニル基とを少なくとも１つずつ含む単位構造の繰り返し単位を有する高分子（以下、高分子（Ｐ）ということがある）を含む。これにより、単位構造内にメチレン基（－ＣＨ２－）が少なく、かつ、単位構造内に酸素元素（Ｏ）及び窒素元素（Ｎ）を多く含む高分子（Ｐ）を得ることができ、この高分子（Ｐ）を含む誘電体組成物の高誘電率化を図ることができる。
本実施形態に係る誘電体フィルムは、本実施形態に係る誘電体組成物を含む。これにより、高誘電率を有するフィルムを得ることができる。
本実施形態に係るコンデンサは、本実施形態に係る誘電体フィルムを有する。これにより、高誘電率を有する誘電体フィルムで電極間に設けられた誘電体層を形成することができ、誘電体層の薄膜化をしないか或いはほとんどすることがなく、コンデンサの容量アップを行いやすい。また、アミド結合は腐食を促進するアミンを発生させるので、誘電体層内に含めない方が良い構造であるが、本実施形態に係るコンデンサは、誘電体層内にアミド結合を含んでおらず、腐食しにくいものであり、特に、車載用コンデンサとして好適である。
（２）詳細
（２．１）誘電体組成物
本実施形態に係る誘電体組成物は、複素環とカルボニル基とを少なくとも１つずつ含む単位構造の繰り返し単位を有する高分子（Ｐ）を含む。すなわち、高分子（Ｐ）は、複素環とカルボニル基とを、各々、１つ又は複数含む単位構造を有し、この単位構造を繰り返し構造として有している。よって、高分子（Ｐ）は複素環式化合物である。
（２．１）誘電体組成物
本実施形態に係る誘電体組成物は、複素環とカルボニル基とを少なくとも１つずつ含む単位構造の繰り返し単位を有する高分子（Ｐ）を含む。すなわち、高分子（Ｐ）は、複素環とカルボニル基とを、各々、１つ又は複数含む単位構造を有し、この単位構造を繰り返し構造として有している。よって、高分子（Ｐ）は複素環式化合物である。
複素環は、２種類以上の元素により構成される環である。複素環を構成する元素は、炭素、窒素、酸素、硫黄などが例示される。これらの中でも、高誘電率を有する誘電体組成物を得るためには、複素環は窒素元素を含むことが好ましい。すなわち、単位構造は窒素複素環を有している。また複素環は、三員環、四員環、五員環、六員環及び七員環以上であってもよい。これらの中でも、高誘電率を有する誘電体組成物を安定して得るためには、複素環は五員環又は六員環であることが好ましい。
カルボニル基は－Ｃ（＝Ｏ）－で示される構造を有する官能基である。
複素環とカルボニル基とを少なくとも１つずつ含む単位構造は、複素環と複素環に結合したカルボニル基とを含む化学構造を少なくとも１つ含むことが好ましい。すなわち、複素環とカルボニル基とを少なくとも１つずつ含む単位構造は、複素環とカルボニル基とが直接結合している化学構造を有していることが好ましい。この場合、高誘電率を有する誘電体組成物を安定して得ることができる。
複素環とカルボニル基とが直接結合している化学構造とは、複素環とカルボニル基との間に他の元素が介在することなく、複素環を構成する元素（例えば、炭素）とカルボニル基の炭素とが化学結合している。複素環とカルボニル基とが直接結合している化学構造は、例えば、後述の化学構造式（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ１）、（Ｃ２）、（Ｄ１）及び（Ｄ３）で示される。化学構造式（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ１）、（Ｃ２）、（Ｄ１）及び（Ｄ３）では、複素環を構成する炭素とカルボニル基の炭素とが化学結合している。
複素環とカルボニル基とが直接結合していない化学構造とは、複素環とカルボニル基との間に他の元素（例えば、酸素）が介在し、複素環を構成する元素（例えば、炭素）とカルボニル基の炭素とが他の元素を介して化学結合している。複素環とカルボニル基とが直接結合していない化学構造は、例えば、後述の化学構造式（Ｄ２）及び（Ｄ４）で示される。化学構造式（Ｄ２）及び（Ｄ４）では、複素環を構成する炭素とカルボニル基の炭素とが酸素を介して化学結合している。
化学構造式（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ１）、（Ｃ２）、（Ｄ１）、（Ｄ２）、（Ｄ３）及び（Ｄ４）を以下に示す。
ここで、化学構造式（Ｃ１）及び（Ｃ２）の各々のｍは０以上６以下の整数である。また、化学構造式（Ｄ１）、（Ｄ２）、（Ｄ３）及び（Ｄ４）の各々のｍは０以上５以下の整数である。この場合、高誘電率を有する誘電体組成物を安定して得ることができる。
表１～４に本実施形態に係る誘電体組成物の実施例１～３２を示す。各表の「化学構造式」の欄には、各実施例の誘電体組成物に含まれている高分子（Ｐ）の化学構造式を記載している。また各表の「分子量」の欄には、各実施例の誘電体組成物に含まれている高分子（Ｐ）の分子量を記載している。この分子量は、ゲルろ過クロマトグラフィー「ＧＰＣ ＨＦＩＰ－８０５」（昭和電工製）と示差屈折検出器「２４１４ ＲＩ検出器」（日本ウォーターズ株式会社製）を組み合わせることで得た。測定手順は、まず、各誘電体組成物をヘキサフルオロプロパンオールに溶解させ、ゲルろ過クロマトグラフィーを通過させた。次に、ゲルろ過クロマトグラフィーを通過した液体を示差屈折検出器に流入させ、得られた出力から分子量範囲を算出した。本開示において、分子量の測定方法は上記の方法に限定されない。各表の「誘電率」の欄には、各実施例の誘電体組成物の誘電率を記載している。
誘電率の測定方法は、次のようにした。使用機器は、パラメータアナライザ「ＨＰ４２８４Ａ」（ヒューレットパッカード社製）であった。測定手順は、まず、各実施例の誘電体組成物を成膜しての誘電体フィルムを形成した。誘電体フィルムの厚みは２．３～３．０μｍ、絶縁耐圧は０．９ｋＶ以上であった。次に、誘電体フィルムの両面にアルミニウムを蒸着することで電極（厚み５０ｎｍ）を形成し、そして、上記パラメータアナライザにて室温（２５℃）、周波数１ｋＨｚにて誘電率（比誘電率）を求めた。本開示において、誘電率の測定方法は上記の方法に限定されない。
また実施例の番号が記載されている欄には、高分子（Ｐ）が有する化学構造の種類（化学構造式（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ１）、（Ｃ２）、（Ｄ１）～（Ｄ４））とｍの値を記載している。
本実施形態に係る誘電体組成物は、高分子（Ｐ）を主成分としており、誘電体組成物の全量に対して、高分子（Ｐ）を９０重量％以上含むことが好ましい。この場合、高誘電率を有する誘電体フィルム等が形成しやすい。本実施形態に係る誘電体組成物は、誘電体組成物の全量に対して、高分子（Ｐ）を９５重量％以上含むことがより好ましい。本実施形態に係る誘電体組成物は、高分子（Ｐ）の他に、水などの溶剤、重合開始剤、硬化剤などを含んでいてもよい。
本実施形態に係る誘電体組成物は、単位構造が化学構造式（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ１）、（Ｃ２）、（Ｄ１）、（Ｄ２）、（Ｄ３）及び（Ｄ４）のいずれか１つで示される構造を有する高分子（Ｐ）を２種類以上含むことができる。すなわち、本実施形態に係る誘電体組成物は、化学構造が異なる複数類の高分子（Ｐ）を含んでいてもよい。この場合、誘電体組成物の誘電率を調整することが可能である。
化学構造式（Ａ）で示される単位構造を繰り返し単位とする高分子（ＰＡ）の合成経路を以下に示す。この場合、モノマー（ＭＡ）をエステル重合することにより、高分子（ＰＡ）を合成することができる。
化学構造式（Ｂ）で示される単位構造を繰り返し単位とする高分子（ＰＢ）の合成経路を以下に示す。この場合、モノマー（ＭＢ）から中間モノマー（ＭＢ－１）と中間モノマー（ＭＢ－２）を順次得て、中間モノマー（ＭＢ－２）をエステル重合することにより、高分子（ＰＢ）を合成することができる。
化学構造式（Ｃ１）で示される単位構造を繰り返し単位とする高分子（ＰＣ１）の合成経路を以下に示す。この場合（ｍ≠０の場合）、モノマー（ＭＣ１）を重合することにより高分子（ＰＣ１）を合成することができる。
ｍ＝０の場合、化学構造式（Ｃ１）で示される単位構造を繰り返し単位とする高分子（ＰＣ１）は、［化６］の合成経路で合成することができる。
化学構造式（Ｃ２）で示される単位構造を繰り返し単位とする高分子（ＰＣ２）の合成経路を以下に示す。この場合（ｍ≠０の場合）、モノマー（ＭＣ２）を重合することにより高分子（ＰＣ２）を合成することができる。
ｍ＝０の場合、化学構造式（Ｃ２）で示される単位構造を繰り返し単位とする高分子（ＰＣ２）は、［化８］の合成経路で合成することができる。
化学構造式（Ｄ１）で示される単位構造を繰り返し単位とする高分子（ＰＤ１）の合成経路を以下に示す。この場合（ｍ≠０の場合）、モノマー（ＭＤ１）から中間モノマー（ＭＤ１－１）と中間モノマー（ＭＤ１－２）と中間モノマー（ＭＤ１－３）を順次得て、中間モノマー（ＭＤ１－３）をエステル重合することにより、高分子（ＰＤ１）を合成することができる。
化学構造式（Ｄ２）で示される単位構造を繰り返し単位とする高分子（ＰＤ２）の合成経路を以下に示す。この場合（ｍ≠０の場合）、モノマー（ＭＤ２）から中間モノマー（ＭＤ２－１）を得て、中間モノマー（ＭＤ２－１）をエステル重合することにより、高分子（ＰＤ２）を合成することができる。
ｍ＝０の場合、化学構造式（Ｄ１）又は（Ｄ２）で示される単位構造を繰り返し単位とする高分子（ＰＤ１）又は（ＰＤ２）は、［化１１］の合成経路で生成することができる。なお、ｍ＝０の場合、ＰＤ１とＰＤ２は同じ高分子である。
化学構造式（Ｄ３）で示される単位構造を繰り返し単位とする高分子（ＰＤ３）の合成経路を以下に示す。この場合（ｍ≠０の場合）、モノマー（ＭＤ３）を塩酸水溶液下で反応させて中間モノマー（ＭＤ３－１）を得たあと、中間モノマー（ＭＤ３－１）をエステル重合することにより、高分子（ＰＤ３）を合成することができる。
化学構造式（Ｄ４）で示される単位構造を繰り返し単位とする高分子（ＰＤ４）の合成経路を以下に示す。この場合（ｍ≠０の場合）、モノマー（ＭＤ４）をエステル重合することにより、高分子（ＰＤ４）を合成することができる。
ｍ＝０の場合、化学構造式（Ｄ３）又は（Ｄ４）で示される単位構造を繰り返し単位とする高分子（ＰＤ３）又は（ＰＤ４）は、［化１３］に示す合成経路で生成することができる。なお、ｍ＝０の場合、ＰＤ３とＰＤ４は同じ高分子である。
（２．２）誘電体フィルム
本実施形態に係る誘電体フィルムは、本実施形態に係る誘電体組成物を含んでいる。これにより、本実施形態に係る誘電体フィルムには高分子（Ｐ）が含まれることになり、高誘電率を有する誘電体フィルムを得ることができる。本実施形態に係る誘電体フィルムは、本実施形態に係る誘電体組成物を乾燥、硬化させることにより形成することができる。
本実施形態に係る誘電体フィルムは、本実施形態に係る誘電体組成物を含んでいる。これにより、本実施形態に係る誘電体フィルムには高分子（Ｐ）が含まれることになり、高誘電率を有する誘電体フィルムを得ることができる。本実施形態に係る誘電体フィルムは、本実施形態に係る誘電体組成物を乾燥、硬化させることにより形成することができる。
本実施形態に係る誘電体フィルムは、各種の方法で、フィルム化することができる。例えば、本実施形態に係る誘電体組成物を含む樹脂溶液をキャリアフィルムに塗布し、その後に乾燥硬化させることにより、本実施形態に係る誘電体フィルムを形成することができる。この場合、溶剤としては水などを使用することができる。またキャリアフィルムとしてはＰＥＴフィルムなどの剥離性のよいフィルムを使用することができる。さらに乾燥硬化の際に加熱してもよい。
本実施形態に係る誘電体フィルムは、例えば、本実施形態に係る誘電体組成物を押出成形でフィルムに成形してもよい。
本実施形態に係る誘電体フィルムは、使用目的に応じて、適宜の厚みに形成される。例えば、誘電体フィルムがコンデンサの誘電体層を形成するものであれば、厚みは１．０μｍ以上６．０μｍ以下に形成するのが好ましく、さらに好ましくは、２．３μｍ以上３．０μｍ以下である。また誘電体フィルムがコンデンサの誘電体層を形成するものであれば、耐電圧は、０．９ｋＶ以上であることが好ましい。
（２．３）コンデンサ
本実施形態に係るコンデンサ１０は、本実施形態に係る誘電体フィルム１を有する。コンデンサ１０は、誘電体フィルム１を誘電体層として有している。したがって、コンデンサ１０は、一対の電極２の間に誘電体フィルム１を備えて形成されている（図１参照）。電極２は、金属が蒸着されることによって形成される薄膜状の電極層であっても、金属箔であってもよい。電極２を構成する金属としては、例えば、アルミニウム、亜鉛、銅、錫、これらの合金等が挙げられ、アルミニウム又はアルミニウム合金が好適に用いられる。
本実施形態に係るコンデンサ１０は、本実施形態に係る誘電体フィルム１を有する。コンデンサ１０は、誘電体フィルム１を誘電体層として有している。したがって、コンデンサ１０は、一対の電極２の間に誘電体フィルム１を備えて形成されている（図１参照）。電極２は、金属が蒸着されることによって形成される薄膜状の電極層であっても、金属箔であってもよい。電極２を構成する金属としては、例えば、アルミニウム、亜鉛、銅、錫、これらの合金等が挙げられ、アルミニウム又はアルミニウム合金が好適に用いられる。
コンデンサ１０は、電極面積が広いほど高容量となり、また誘電体層の誘電率が高いほど高容量となり、さらに電極間距離が狭いほど高容量となる。本実施形態に係るコンデンサ１０は、高誘電率化を有する誘電体フィルム１を使用しているため、高容量化を図ることができる。
（３）変形例
実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
本実施形態に係る誘電体組成物又は誘電体フィルムは、誘電体ミラーを形成することができる。すなわち、本実施形態に係る誘電体組成物又は誘電体フィルムをガラス基板上に層状に複数形成して、複数の誘電体層を積層した誘電体ミラーを形成することができる。
本実施形態に係る誘電体組成物又は誘電体フィルムは、熱伝導部材を形成することができる。すなわち、本実施形態に係る誘電体組成物又は誘電体フィルムを、モータ、発電機及び変圧器などの発熱部品からの放熱性を高めるために、発熱部品から熱を伝導させる部材として形成することができる。
本実施形態に係る誘電体組成物又は誘電体フィルムは、プリント配線板を構成する絶縁層を形成することができる。すなわち、本実施形態に係る誘電体組成物又は誘電体フィルムを含む樹脂基板を形成し、この樹脂基板の表面に導体を形成してプリント配線板とすることができる。
本実施形態に係るコンデンサ１０は、巻回型、積層型のどちらでもよい。巻回型のコンデンサは、例えば、内部電極となる金属箔に誘電体フィルムを重ねてロール状に巻き取って形成される。積層型のコンデンサは、例えば、内部電極となる金属箔と誘電体フィルムとを交互に重ねて積層して形成される。
本実施形態に係るコンデンサ１０は、誘電体組成物を成膜したあと、膜中の高分子を重合することと、膜に金属を蒸着して電極を形成することとを同じ工程で行ってもよい。この場合、膜から誘電体フィルムを形成することと、蒸着電極を形成することとを効率的に行うことができる。
（まとめ）
以上説明したように、第１の態様に係る誘電体組成物は、複素環とカルボニル基とを少なくとも１つずつ含む単位構造の繰り返し単位を有する高分子を含む。
以上説明したように、第１の態様に係る誘電体組成物は、複素環とカルボニル基とを少なくとも１つずつ含む単位構造の繰り返し単位を有する高分子を含む。
この態様によれば、単位構造内にメチレン基（－ＣＨ２－）が少なく、かつ、単位構造内に酸素元素（Ｏ）及び窒素元素（Ｎ）を多く含む高分子（Ｐ）を得ることができ、高誘電率を有する誘電体組成物が得やすい、という利点がある。
第２の態様に係る誘電体組成物は、第１の態様において、前記複素環が窒素元素を含む。
この態様によれば、高誘電率を有する誘電体組成物が得やすい、という利点がある。
第３の態様に係る誘電体組成物は、第１又は２の態様において、前記単位構造が、前記複素環と前記複素環に結合した前記カルボニル基とを含む化学構造を少なくとも１つ含む。
この態様によれば、高誘電率を有する誘電体組成物が得やすい、という利点がある。
第４の態様に係る誘電体組成物は、第３の態様において、前記化学構造が化学構造式（Ａ）で示される構造を含む。
この態様によれば、高誘電率を有する誘電体組成物が得やすい、という利点がある。
第５の態様に係る誘電体組成物は、第３の態様において、前記化学構造が化学構造式（Ｂ）で示される構造を含む。
この態様によれば、高誘電率を有する誘電体組成物が得やすい、という利点がある。
第６の態様に係る誘電体組成物は、第３の態様において、前記化学構造が化学構造式（Ｃ１）又は（Ｃ２）で示される構造を含む。前記化学構造式（Ｃ１）及び（Ｃ２）の各々のｍが０以上の整数である。
この態様によれば、高誘電率を有する誘電体組成物が得やすい、という利点がある。
第７の態様に係る誘電体組成物は、第６の態様において、前記化学構造式（Ｃ１）及び（Ｃ２）の各々のｍが６以下の整数である。
この態様によれば、高誘電率を有する誘電体組成物が得やすい、という利点がある。
第８の態様に係る誘電体組成物は、第１の態様において、前記単位構造が化学構造式（Ｄ１）、（Ｄ２）、（Ｄ３）及び（Ｄ４）のいずれか１つで示される構造を含む。前記化学構造式（Ｄ１）、（Ｄ２）、（Ｄ３）及び（Ｄ４）の各々のｍが０以上の整数である。
この態様によれば、高誘電率を有する誘電体組成物が得やすい、という利点がある。
第９の態様に係る誘電体組成物は、第８の態様において、前記化学構造式（Ｄ１）、（Ｄ２）、（Ｄ３）及び（Ｄ４）の各々のｍが５以下の整数である。
この態様によれば、高誘電率を有する誘電体組成物が得やすい、という利点がある。
第１０の態様に係る誘電体組成物は、第１の態様において、前記単位構造が化学構造式（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ１）、（Ｃ２）、（Ｄ１）、（Ｄ２）、（Ｄ３）及び（Ｄ４）のいずれか１つで示される構造を有する高分子を２種類以上含む。
この態様によれば、高誘電率を有する誘電体組成物が得やすい、という利点がある。
第１１の態様に係る誘電体フィルム（１）は、第１～１０のいずれか１つの態様に記載の誘電体組成物を含む。
この態様によれば、高誘電率を有する誘電体フィルムが得やすい、という利点がある。
第１２の態様に係るコンデンサ（１０）は、第１１の態様に記載の誘電体フィルム（１）を有する。
この態様によれば、誘電体フィルム（１）を薄膜化せずに、高容量化したコンデンサが得やすい、という利点がある。
１ 誘電体フィルム
１０ コンデンサ
１０ コンデンサ
Claims (9)
- 複素環とカルボニル基とを少なくとも１つずつ含む単位構造の繰り返し単位を有する高分子を含む、誘電体組成物であって、
前記単位構造は、前記複素環と前記複素環に結合した前記カルボニル基とを含む化学構造を少なくとも１つ含み、
前記化学構造が化学構造式（Ａ）で示される構造を含む、
誘電体組成物。
- 複素環とカルボニル基とを少なくとも１つずつ含む単位構造の繰り返し単位を有する高分子を含む、誘電体組成物であって、
前記単位構造は、前記複素環と前記複素環に結合した前記カルボニル基とを含む化学構造を少なくとも１つ含み、
前記化学構造が化学構造式（Ｂ）で示される構造を含む、
誘電体組成物。
- 複素環とカルボニル基とを少なくとも１つずつ含む単位構造の繰り返し単位を有する高分子を含む、誘電体組成物であって、
前記単位構造は、前記複素環と前記複素環に結合した前記カルボニル基とを含む化学構造を少なくとも１つ含み、
前記化学構造が化学構造式（Ｃ１）又は（Ｃ２）で示される構造を含み、
前記化学構造式（Ｃ１）及び（Ｃ２）の各々のｍが０以上の整数である、
誘電体組成物。
- 前記化学構造式（Ｃ１）及び（Ｃ２）の各々のｍが６以下の整数である、
請求項３に記載の誘電体組成物。 - 複素環とカルボニル基とを少なくとも１つずつ含む単位構造の繰り返し単位を有する高分子を含む、誘電体組成物であって、
前記単位構造が化学構造式（Ｄ１）、（Ｄ２）、（Ｄ３）及び（Ｄ４）のいずれか１つで示される構造を含み、
前記化学構造式（Ｄ１）、（Ｄ２）、（Ｄ３）及び（Ｄ４）の各々のｍが０以上の整数
である、
誘電体組成物。
- 前記化学構造式（Ｄ１）、（Ｄ２）、（Ｄ３）及び（Ｄ４）の各々のｍが５以下の整数である、
請求項５に記載の誘電体組成物。 - 複素環とカルボニル基とを少なくとも１つずつ含む単位構造の繰り返し単位を有する高分子を含む、誘電体組成物であって、
前記単位構造が化学構造式（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ１）、（Ｃ２）、（Ｄ１）、（Ｄ２）、（Ｄ３）及び（Ｄ４）のいずれか１つで示される構造を有する高分子を２種類以上含む、
誘電体組成物。
- 請求項１～７のいずれか１項に記載の誘電体組成物を含む、
誘電体フィルム。 - 請求項８に記載の誘電体フィルムを有する、
コンデンサ。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019206578 | 2019-11-14 | ||
| JP2019206578 | 2019-11-14 | ||
| PCT/JP2020/041420 WO2021095640A1 (ja) | 2019-11-14 | 2020-11-05 | 誘電体組成物、誘電体フィルム及びコンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2021095640A1 JPWO2021095640A1 (ja) | 2021-05-20 |
| JP7357305B2 true JP7357305B2 (ja) | 2023-10-06 |
Family
ID=75912908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021556061A Active JP7357305B2 (ja) | 2019-11-14 | 2020-11-05 | 誘電体組成物、誘電体フィルム及びコンデンサ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20220399166A1 (ja) |
| JP (1) | JP7357305B2 (ja) |
| CN (1) | CN114555673A (ja) |
| WO (1) | WO2021095640A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117616065A (zh) * | 2021-09-06 | 2024-02-27 | 松下知识产权经营株式会社 | 高分子化合物、成型用组合物、薄膜和电容器 |
| WO2023105931A1 (ja) * | 2021-12-07 | 2023-06-15 | 株式会社村田製作所 | フィルムコンデンサ |
| WO2023248874A1 (ja) * | 2022-06-21 | 2023-12-28 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 高分子化合物、成形用組成物、フィルム及びコンデンサ |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008112147A (ja) | 2006-09-27 | 2008-05-15 | Toray Ind Inc | 感光性樹脂組成物およびそれを用いた誘電体組成物、半導体装置 |
| JP2016008323A (ja) | 2014-06-24 | 2016-01-18 | 小島プレス工業株式会社 | ポリユリア膜及びそれを用いたフィルムコンデンサ素子 |
| JP2018537561A (ja) | 2015-11-18 | 2018-12-20 | アルタナ アーゲー | 電子デバイスにおける誘電体層用の架橋性ポリマー材料 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2792394B2 (ja) * | 1993-05-13 | 1998-09-03 | 日本電気株式会社 | 固体電解コンデンサおよびその製造方法 |
| JPH0968620A (ja) * | 1995-09-04 | 1997-03-11 | Hitachi Chem Co Ltd | 光導波路用組成物、光導波路、パッシブ光導波路、アクティブ光導波路及びその製造法 |
| CN106701105B (zh) * | 2015-11-16 | 2020-01-17 | 北京大学 | 一种低临界转换频率的双频驱动液晶混合物 |
| FR3064812B1 (fr) * | 2017-04-03 | 2022-06-24 | Nawatechnologies | Procede de fabrication de condensateurs electrochimiques |
-
2020
- 2020-11-05 US US17/776,530 patent/US20220399166A1/en active Pending
- 2020-11-05 JP JP2021556061A patent/JP7357305B2/ja active Active
- 2020-11-05 CN CN202080073240.8A patent/CN114555673A/zh active Pending
- 2020-11-05 WO PCT/JP2020/041420 patent/WO2021095640A1/ja active Application Filing
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008112147A (ja) | 2006-09-27 | 2008-05-15 | Toray Ind Inc | 感光性樹脂組成物およびそれを用いた誘電体組成物、半導体装置 |
| JP2016008323A (ja) | 2014-06-24 | 2016-01-18 | 小島プレス工業株式会社 | ポリユリア膜及びそれを用いたフィルムコンデンサ素子 |
| JP2018537561A (ja) | 2015-11-18 | 2018-12-20 | アルタナ アーゲー | 電子デバイスにおける誘電体層用の架橋性ポリマー材料 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114555673A (zh) | 2022-05-27 |
| WO2021095640A1 (ja) | 2021-05-20 |
| US20220399166A1 (en) | 2022-12-15 |
| JPWO2021095640A1 (ja) | 2021-05-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7357305B2 (ja) | 誘電体組成物、誘電体フィルム及びコンデンサ | |
| JP6400673B2 (ja) | フィルムコンデンサおよび連結型コンデンサ、ならびにインバータ、電動車輌 | |
| EP2441789A2 (en) | Electronic devices containing polyetherimide components | |
| JP5370363B2 (ja) | 金属化フィルムコンデンサ | |
| JP2015500907A (ja) | ポリ（フッ化ビニリデン）系ポリマーおよび少なくとも１種の導電性ポリマーのグラフトコポリマー、ならびにそのグラフトコポリマーの形成方法 | |
| JP5743689B2 (ja) | コンデンサ | |
| WO2009035815A1 (en) | Polymer-ceramic composites with excellent tcc | |
| CN100582167C (zh) | 复合电介质用树脂组合物及复合电介质、使用该电介质的电路基板 | |
| US8248755B2 (en) | Polyimides and thin films, electronic articles and capacitors comprising these, and methods of making them | |
| JP5993936B2 (ja) | 広い温度領域での性能に優れたコンデンサ油 | |
| JP2015012076A (ja) | フィルムコンデンサ | |
| JP2009049139A (ja) | 金属化フィルムコンデンサ | |
| Yializis | A disruptive dc-link capacitor technology for use in electric drive inverters | |
| JP2008115417A5 (ja) | コンデンサ用金属化フィルム及びコンデンサ用金属化フィルムの製造装置 | |
| WO2023033142A1 (ja) | 高分子化合物、成形用組成物、フィルム及びコンデンサ | |
| JP4507498B2 (ja) | 高分子誘電体ならびにコンデンサ用フィルム。 | |
| 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 | |
| JP4293429B2 (ja) | 誘電体材料およびその製造方法 | |
| JP2002141246A (ja) | コンデンサ用ポリエステルフィルムおよびフィルムコンデンサ | |
| KR20200047966A (ko) | 전기자동차의 구동모터에 사용되는 필름콘덴서용 금속증착필름 | |
| JPS61272917A (ja) | コンデンサ | |
| CN101356604A (zh) | 金属化电容器用薄膜和使用该薄膜的电容器 | |
| JP3829424B2 (ja) | コンデンサ用ポリエステルフィルムおよびフィルムコンデンサ | |
| JP4853193B2 (ja) | 金属化フィルムコンデンサ | |
| JP2021163903A (ja) | フィルム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220427 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230404 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230605 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230822 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230915 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7357305 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |