JP7398445B2 - 内部をアクリル系誘電体層で被覆したフィルムコンデンサー - Google Patents
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Description
本出願は、２０１８年１０月３日を出願日とする米国仮出願第６２/７４０，７８６号の優先権を主張する出願であり、この仮出願の内容を援用する出願である。
本発明は電子機器に使用するコンデンサーに、より具体的にはフィルムコンデンサーに関する。
本発明は誘電体フィルムおよびフィルムコンデンサーに関する。このフィルムコンデンサーの場合、目的の誘電強度に応じて薄く延伸する誘電体フィルムを備えているのが好ましい。誘電体フィルムには電極を設けるのが好ましい。フィルムコンデンサーの電極としては、誘電体フィルムの表面に直接成膜する金属化アルミまたは亜鉛を使用するのが好ましく、あるいは別体として金属箔を使用するのが好ましい。
一般的に、誘電体フィルムの２層を円筒形に巻き付けるのが好ましく、通常はこれを平坦化してプリント回路基板への取り付け必要条件を緩和するか、あるいはこれら単層を複数積層化し、コンデンサー本体を形成する。フィルムコンデンサーは電子機器に使用する最も普遍的なコンデンサー型式であり、多くのＡＣ、ＤＣマイクロエレクトロニクス回路やエレクトロニクス回路に使用されている。
フィルムコンデンサーの場合、単体のコンデンサー層を隣接する形でそれ自体に巻き付け、巻き線を形成するのが好ましい。このフィルムコンデンサーは誘電体フィルム、この誘電体フィルムに形成した第１金属化層、この第１金属化層に形成した誘電体被覆、およびこの誘電体被覆に形成した第２金属化層を備えているのが好ましい。巻き線の外側エッジに金属接触層を形成するのが好ましい。金属接触層の外側エッジに端子を形成するのが好ましい。絶縁材を使用して巻き線、金属接触層、および端子の一部をカプセル化するのが好ましい。
フィルムコンデンサーの形成方法では、フィルムコンデンサー層を形成するのが好ましい。このフィルムコンデンサー層の場合、誘電体フィルムに形成した第１金属化層、この第１金属化層に形成した誘電体被覆、およびこの誘電体被覆に形成した第２金属化層を備えているのが好ましい。巻き線については、フィルムコンデンサー層をそれ自体に隣接する形として巻き付けて形成するのが好ましい。この巻き線の外側エッジに金属接触層を形成するのが好ましく、また金属接触層の外側エッジに端子を形成するのが好ましい。以上の巻き線、金属接触層、および端子の一部を絶縁材で封入するのが好ましい。
添付図面を参照して以下説明を行うが、この説明から本発明をより詳しく理解できるはずである。なお、添付図面中の同じ参照符号は同じ要素を示す。
以下添付図面を参照して、異なるフィルムコンデンサーの態様の実施例を説明する。これら実施例は相互に排除するものではなく、ある実施例の特徴は他の一つかそれ以上の実施例における特徴と組み合わせることができ、付加的な態様を実施できる。従って、添付図面に示す実施例は例示のみを目的とし、本発明をどのような意味においても制限するものではない。明細書全体を通して同じ参照符号は同じ要素を指す。
各種の要素を記述するため第１、第２などの用語を使用するが、これら用語によって要素を限定すべきではない。これら用語の意図は一つの要素を他の要素から区別することにある。例えば、第１要素を第２要素と呼んでもよく、同様に第２要素を第１要素と呼んでもよく、いずれの場合も本発明の範囲から逸脱するものではない。また、本明細書で使用する用語“および/または”は、関連してリストした要素のうちの任意のものを、およびすべての組み合わせを包含するものである。
また、層、領域または基体などの要素が別な要素の“上”に存在するか延在すると言及する場合、これは別な要素上に直接存在しているか、あるいは直接延在することを意味し、別な要素が介在してもよいことを意味する。対照的に、ある要素が別な要素の“上に直接存在”するか、あるいは“直接延在”すると言及する場合には、これは別な要素が介在していないことを意味する。また、ある要素が別な要素に“接続”あるいは“結合”していると言及する場合、これは別な要素に直接接続または結合していることを意味し、介在要素を排除するものではない。これら用語は、図面に描かれている向きに加えて要素の異なる向きを包含するものである。
相対的な用語、例えば “底部”または“下”または“上”または“上部”また“下部”または“水平”または“垂直”などは、図面に示す一つの要素、層または領域の別な要素、層または領域に対する関係を記述するために使用するものである。また、これら用語は、図面に描かれている向きに加えてデバイスの異なる向きを包含するものである。
図１Ａおよび図１Ｂに、従来のフィルムコンデンサーアセンブリの異なる態様を示す。図１Ａは従来のフィルムコンデンサーのキャパシタンス層１０２を示す横断面図である。上述したように、従来のフィルムコンデンサーの場合、金属電極１０６で被覆した２つの誘電体フィルム１０４から構成し、次にこれらを円筒形巻き線１０８の形に巻き付けるのが好ましい。この誘電体フィルム１０４としてはポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエステル（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、およびポリカーボネート（ＰＣ）のうちの一種かそれ以上で構成したプラスチックフィルムが好ましい。誘電体フィルム１０４としてはポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、シロキサン、ポリスルホン（ＰＥｘ）、および芳香族ポリエステル（ＦＰＥ）の一種かそれ以上で構成した熱可塑性ポリマーが好ましく、また誘電体フィルム１０４としては紙も好ましい。
フィルム/箔コンデンサー（または金属箔コンデンサー）の場合、誘電体フィルム１０４それぞれに薄い金属箔、通常はアルミ箔を成層化し、これらを電極として使用する。このように構成すると、金属箔電極１０６への電気的接続が簡単になり、また大電流サージに対処できる能力が高くなる。
別な実施例では、フィルムコンデンサーを２枚の金属化誘電体フィルム１０４で構成するのが好ましい。薄い蒸着金属化（例えば亜鉛やアルミ）については、電極１０６として作用する誘電体フィルム１０４の片側か、あるいは両側に適用するのが好ましい。このように構成すると、電極１０６間の絶縁破壊や短絡が発生しても素子の破壊が必ずしも発生しないという意味で、“自己回復”作用が得られるため好ましい。この設計を適用すると、“欠陥ゼロ”コンデンサーなどの高品質製品を製造でき、かつフィルム/箔構成と比較した場合より小さい筐体（体積効率が高くなる）で（１００μＦかそれ以上の）より大きなキャパシタンス値をもつ巻き線型コンデンサーを製造できる。なお、金属化構成の場合サージ電流定格が小さいほうが好ましい。
図１Ｂに、誘電体フィルム１０４および電極１０６を巻きとり、巻き線化１０８する従来の方法を示す。第１ボビン１１０および第２ボビン１１２を一緒に巻き取り、円筒形に巻き線化１０８する。より大きなマザーロール（図示省略）から第１ボビン１１０および第２ボビン１１２をスリットし、次に巻き付けるが好ましい。キャパシタンス層１０２を構成する二枚の誘電体フィルム１０４および電極１０６については、相互に若干ずらすのが好ましく、巻き線１０８の各端部にある電極１０６の一つのエッジを横方向に延出させることができる。
巻き線１０８については、機械的圧力を印加することによって楕円形に平坦化するのが好ましい。プリント回路基板のコストは平方ミリメートル当たりで計算するため、コンデンサーの取り付け面積が小さくなると、回路の全体コストが下がることになる。
図１Ｃに、従来のフィルムコンデンサー１００に組み付けた巻き線１０８を示す。巻き線１０８の突き出ている端部電極１０６については、液化接触金属（スズ、亜鉛やアルミなど）で覆って、金属接触層１１４を形成するのが好ましい。金属接触層１１４については、巻き線１０８の横方向の両端に圧縮空気を噴射するのが好ましい。電極１０６間に電圧を印加することによって巻き線１０８を“回復する”のが好ましく、欠陥がある場合にはこれを“焼失する”のが好ましい。シリコーンオイルなどの絶縁流体を巻き線１０８に含侵させ、環境影響に対するコンデンサーの保護を強化するのが好ましい。金属接触層１１４に端子１１６をはんだ付けするか、あるいは溶接するのが好ましく、また絶縁材１１８内に巻き線１０８を封入するのが好ましい。
デバイスサイズが小さくなり続けているため、より小さなフィルムコンデンサーが必要である。一般に、フィルムコンデンサーの全体サイズについては、誘電体フィルムの厚さ全体を（圧伸、延伸など）によって小さく抑えるのが好ましい。なお、薄いフィルムコンデンサーの誘電体フィルムが薄くなるに従って、漏れ電流の増加、耐電圧性の劣化や誘電体フィルムの欠陥数増加を原因とする短絡故障数の増加などの問題が発生する。望ましいキャパシタンス/静電容量（Ｃ/Ｖ）および破壊電圧をもつ、横断面積の小さいフィルムコンデンサーを製造することが望まれている。
以下に説明するように、誘電体被覆によって分離しかつ単体誘電体フィルムに形成した複数の金属化層を使用して、単体誘電体フィルム内に少なくとも一つのキャパシタンス層を形成する。この単体誘電体フィルムをそれ自体に巻き付け、巻き線化して巻き線内の隣接層間に付加的なキャパシタンス層を形成するが好ましい。
一実施例の場合、フィルムコンデンサーの最終キャパシタンスについては、巻き線内の異なる層間にある並列コンデンサー、誘電体被覆間の並列コンデンサー、および誘電体被覆上の直列コンデンサーによって実現するのが好ましい。
誘電体フィルム２０２上に第１金属化層２０４を形成する態様を示す横断面図である図２を参照して説明を続けると、電気絶縁材から誘電体フィルム２０２を構成するのが好ましい。誘電体フィルム２０２については、ＰＰ、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＰＳ、ＰＴＦＥ、ＰＳ、およびＰＣのひとつかそれ以上で構成したプラスチックフィルムであるのが好ましく、またＰＩ、ＰＡ、ＰＶＤＦ、シロキサン、ＰＥｘ、およびＦＰＥの一つかそれ以上で構成した熱可塑性ポリマーであるのが好ましい。誘電体フィルム２０２は紙であってもよい。この誘電体フィルム２０２の厚さについては、ほぼ１μｍ未満～ほぼ２０μｍの範囲内にあればよい。
一実施例では、従来の成箔方法を使用して誘電体フィルム２０２上に第１金属化層２０４を形成するのが好ましい。別な実施例では、従来の金属化方法を使用して誘電体フィルム２０２に第１金属化層２０４を形成するのが好ましい。誘電体フィルム２０２の上面に薄い真空蒸着金属化（亜鉛やアルミなど）を行えばよい。第１金属化層２０４の厚さについては、ほぼ１ｎｍ未満～ほぼ数ｎｍの範囲内にあるのが好ましい。
誘電体フィルム２０２の非金属化部分のフリーマージン２０６が残存するように、マスキング方法を利用して第１金属化層２０４を形成することが好ましい。これらフリーマージン２０６については、誘電体フィルム２０２のエッジの各側部に形成するのが好ましく、またオイルマスキングやバンドマスキングなどの従来のマスキング方法を使用して形成するのが好ましい。
次に、第１金属化層２０４に誘電体被覆３０２を形成する態様を示す横断面図である図３を参照して説明を続ける。誘電体被覆３０２については、電気絶縁材から構成するのが好ましい。誘電体被覆３０２については、フィルムとして使用するのが好ましい誘電体特性を示すアクリル系被覆やμ以下の被覆が好ましく、図２に示すようにフリーマージン２０６の上全体に延在しているのが好ましい。誘電体被覆３０２の幅は、誘電体フィルム２０２の幅と同じであるのが好ましい。この誘電体被覆３０２の厚さはほぼ０．１μｍ～数μｍであればよい。
誘電体被覆３０２上に第２金属化層４０２を形成し、フィルムコンデンサー層４００を形成する態様を示す横断面図である図４を参照して説明を続ける。従来の成箔方法を使用して誘電体被覆３０２上に第２金属化４０２を形成するのが好ましい。別な実施例では、従来の金属化方法を使用して誘電体被覆３０２に第２金属化層４０２を形成するのが好ましい。誘電体被覆３０２の上面に薄い真空蒸着金属化（亜鉛やアルミなど）を行うのが好ましい。第２金属化層４０２の厚さについては、ほぼ１ｎｍ未満～ほぼ数ｎｍの範囲内にあるのが好ましい。
誘電体被覆３０２の非金属化部分の隙間４０４が残存するように、マスキング方法を使用して第２金属化層４０２を形成するのが好ましい。この隙間４０４については、オイルマスキングやバンドマスキングなどの従来のマスキング方法を使用して形成するのが好ましい。
図４に示すように、フィルムコンデンサー層４００の内部に少なくとも一つのコンデンサー層４０２を形成するのが好ましい。第２金属化層４０２の第２部分と第１金属化層２０４との間に第１コンデンサーＣ１を形成し、また第２金属化層４０２の第２部分と第１金属化層２０４との間に第２コンデンサーＣ２を形成するのが好ましい。換言すると、第２金属化層４０２の第１部分および第２金属化層４０２の第２部分が２つのコンデンサーを直列状態で形成するのが好ましい。
巻き線５００の一部内にあるフィルムコンデンサー層４００の態様を示す横断面図である図５を参照して説明を続ける。図５に示すように、巻き線５００を形成し、かつ最終的にフィルムコンデンサーを形成するために一つのみのフィルムコンデンサー層４００（即ち一つのみの誘電体フィルム）があればよい。フィルムコンデンサー層４００については、巻き線５００内においてそれ自体に隣接しているのが好ましい。このため、製造工程を簡略できる。というのは、巻き線５００を形成するためにはボビン（図１Ｂを参照）が一つあればよいからである。さらに、この構成では、フィルムコンデンサーの最終容積がほぼ３０～５０％小さくなる。
フィルムコンデンサー層４００については、それ自体と巻き線５００内の隣接層との間に少なくとも２つの付加的なコンデンサーを有しているのが好ましい。第１金属化層２０４と隣接層内の第２金属化層４０２の第１部分との間に第４コンデンサーＣ４を形成するのが好ましい。また、第１金属化層２０４と隣接層内の第２金属化層４０２の第２部分との間に第５コンデンサーＣ５を形成するのが好ましい。
図５に示すように、フィルムコンデンサー層４００については、ウェーブカットを行ってから巻き付け、巻き線５００を形成するのが好ましい。ウェーブカットでは、フィルムコンデンサー層４００のそれぞれから部分５０２をカットによって除去するのが好ましく、フィルムコンデンサー層４００の隣接層の交互に現れるエッジが巻き線５００の外側エッジ５０４まで横方向に延出する。ウェーブカットを行うと、以下にさらに詳しく説明するように、フィルムコンデンサー層４００の一つのエッジの第２金属化層４０２の一方の側部が横方向に延出し、金属接触層７０２に接触し、かつ隣接するフィルムコンデンサー層４００の第２金属化層４０２の対向側部が金属接触層７０２に接触するため好ましい。またウェーブカットを行うと、第２金属化層４０２と金属接触層７０２との間の電気的接触が優れたものに成るため好ましい。このウェーブカットについては、フィルムコンデンサー層４００をより広いマザーロールから切り出すさいに行うのが好ましい。
ウェーブカットパターンを示すフィルムコンデンサー層４００のうちの２つの層の斜視図である図６を参照して説明を続ける。この図６には、フィルムコンデンサー層４００をそれ自体に巻き付け、巻き線４００を形成する方法を示す。
巻き線５００から形成したフィルムコンデンサー７００の態様を示す横断面図である図７を参照して説明を続ける。巻き線５００については、機械的圧力を印加することによって楕円形に平坦化するのが好ましい。プリント回路基板のコストは平方ミリメートル当たりで計算するため、コンデンサーの取り付け面積が小さくなると、回路の全体コストが下がることになる。
第２金属化層４０２の突き出ている端部については、液化接触金属（スズ、亜鉛やアルミなど）で覆って、金属接触層７０２を形成するのが好ましい。金属接触層７０２については、巻き線５００の横方向の両端に圧縮空気を噴射するのが好ましい。第２金属化層４０２間に電圧を印加することによって巻き線５００を“回復する”のが好ましく、欠陥がある場合にはこれを“焼失する”のが好ましい。シリコーンオイルなどの絶縁流体を巻き線５００に含侵し、環境影響に対するコンデンサーの保護を強化するのが好ましい。金属接触層７０２外側エッジに端子７０４をはんだ付けするか、あるいは溶接するのが好ましく、また絶縁材７０６内に巻き線５００を封入するのが好ましい。なお、例示を目的としてフィルムコンデンサー７００の場合、フィルムコンデンサー層４００の繰り返し数を減らして図示してあるが、フィルムコンデンサー層４００の繰り返し数については、用途に応じて変更するのが好ましい。
別な実施例では、フィルムコンデンサーの最終キャパシタンスに関しては、巻き線内の異なる層間にコンデンサーを並列配置するか、誘電体被覆間にコンデンサーを並列配置することによって実現するのが好ましい。
誘電体フィルム８０２に第１金属化層８０４を形成する態様を示す横断面図である図８を参照して説明を続けると、電気絶縁材から誘電体フィルム８０２を構成するのが好ましい。誘電体フィルム８０２については、ＰＰ、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＰＳ、ＰＴＦＥ、ＰＳ、およびＰＣのひとつかそれ以上で構成したプラスチックフィルムであるのが好ましく、またＰＩ、ＰＡ、ＰＶＤＦ、シロキサン、ＰＥｘ、およびＦＰＥの一つかそれ以上で構成した熱可塑性ポリマーであるのが好ましい。誘電体フィルム８０２は紙であるのが好ましい。この誘電体フィルム８０２の厚さについては、ほぼ１μｍ～ほぼ２０μｍの範囲内にあるのが好ましい。
一実施例では、従来の成箔方法を使用して誘電体フィルム８０２上に第１金属化８０４を形成するのが好ましい。別な実施例では、従来の金属化方法を使用して誘電体フィルム８０２に第１金属化層８０４を形成するのが好ましい。誘電体フィルム８０２の上面に薄い真空蒸着金属化（亜鉛やアルミなど）を行うのが好ましい。第１金属化層８０４の厚さについては、ほぼ１ｎｍ未満～ほぼ数ｎｍの範囲内にあるのが好ましい。
誘電体フィルム８０２の非金属化部分の第１マージン８０６が残存するように、マスキング方法を利用して第１金属化層８０４を形成することが好ましい。第１マージン８０６については、誘電体フィルム８０２のエッジの一方の側部に形成するのが好ましく、またオイルマスキングやバンドマスキングなどの従来のマスキング方法を使用して形成するのが好ましい。
第１金属化層８０４に誘電体被覆９０２を形成する態様を示す横断面図である図９を参照して説明を続ける。電気絶縁材から誘電体被覆９０２を構成するのが好ましい。誘電体被覆９０２については、フィルムとして使用するのが好ましい誘電体特性を示すアクリル系被覆やμ以下の被覆が好ましく、図８に示される第１マージン８０６の上全体に延在しているのが好ましい。誘電体被覆９０２については、被覆されていない第１金属化層８０４の第２マージン９０４が第１マージン８０２の対向エッジに残存するように形成するのが好ましい。誘電体被覆９０２の幅は誘電体フィルム２０２の幅よりも狭いのが好ましい。この誘電体被覆９０２の厚さはほぼ０．１μｍ～数μｍの範囲内にあるのが好ましい。
誘電体被覆９０２に第２金属化層１００２を形成し、フィルムコンデンサー層１０００を形成する態様を示す横断面図である図１０を参照して説明を続ける。この第２金属化層１００２については、従来の成箔方法を使用して誘電体被覆９０２上に形成するのが好ましい。別な実施例では、従来の金属化方法を使用して誘電体被覆９０２に第２金属化層１００２を形成するのが好ましい。誘電体被覆９０２の上面に薄い真空蒸着金属化（亜鉛やアルミなど）を行うのが好ましい。第２金属化層１００２の厚さについては、ほぼ１ｎｍ未満～ほぼ数ｎｍの範囲内にあるのが好ましい。
誘電体被覆１００２の非金属化部分が第２マージン９０４と同じエッジに残存するように、マスキング方法を利用して第２金属化層１００２を形成することが好ましい。この非金属化部分についてはオイルマスキングやバンドマスキングなどの従来のマスキング方法を使用して形成するのが好ましい。
図１０に示すように、フィルムコンデンサー層１０００の内部に少なくとも一つのコンデンサーを形成するのが好ましい。第６コンデンサーＣ６については、第２金属化層１００２と第１金属化層８０４との間に形成するのが好ましい。
巻き線１１００の一部内にあるフィルムコンデンサー層１０００の態様を示す横断面図である図１１を参照して説明を続ける。図１１に示すように、巻き線１１００を形成し、かつ最終的にフィルムコンデンサーを形成するために一つのみのフィルムコンデンサー層１０００（即ち一つのみの誘電体フィルム）があればよい。フィルムコンデンサー層１０００については、巻き線１１００内においてそれ自体に隣接しているのが好ましい。このため、製造工程を簡略できる。というのは、巻き線１１００を形成するためにはボビン（図１Ｂを参照）が一つあればよいからである。さらに、この構成では、フィルムコンデンサーの最終容積がほぼ３０～５０％小さくなる。そして別な第７コンデンサーＣ７を第１金属化層８０４と隣接層の第２金属化層１００２との間に形成するのが好ましい。
図１１に示すように、フィルムコンデンサー層１０００については、ウェーブカットを行ってから巻き付け、巻き線１１００を形成するのが好ましい。ウェーブカットでは、フィルムコンデンサー層のそれぞれから部分１１０２をカットによって除去するのが好ましく、フィルムコンデンサー層１０００の隣接層の交互に現れるエッジが巻き線１１００の外側エッジ１１０４まで横方向に延出する。ウェーブカットを行うと、以下にさらに詳しく説明するように、フィルムコンデンサー層１０００の一つのエッジの第１金属化層８０４が横方向に延出し、金属接触層１３０２に接触し、かつ隣接するフィルムコンデンサー層１０００の対向エッジの第２金属化層１００２が金属接触層１３０２に接触するため横方向に延出するのが好ましい。またウェーブカットを行うと、第１金属化層４０２と金属接触層１３０２との間の電気的接触が優れたものになるため好ましい。このウェーブカットについては、フィルムコンデンサー層１０００をより広いマザーロールから切り出すさいに行うのが好ましい。
図１２に、ウェーブカットパターンを示すフィルムコンデンサー層の斜視図を示す。
巻き線１１００から形成したフィルムコンデンサー１３００の態様を示す横断面図である図１３を参照して説明を続けると、この巻き線１１００については、機械的圧力を印加することによって楕円形に平坦化するのが好ましい。プリント回路基板のコストは平方ミリメートル当たりで計算するため、コンデンサーの取り付け面積が小さくなると、回路の全体コストが下がることになる。
第１金属化層８０４の突き出ている端部および巻き線の反対側にある第２金属化層１００２の突き出ている端部については、液化接触金属（例えばスズ、亜鉛やアルミなど）で覆って金属接触層１３０２を形成するのが好ましい。金属接触層１３０２については、巻き線１１００の横方向の両端に圧縮空気を噴射するのが好ましい。第１金属化層８０４間に、かつ第２金属化層１００２間に電圧を印加することによって巻き線１１００を“回復する”のが好ましく、欠陥がある場合にはこれを“焼失する”のが好ましい。シリコーンオイルなどの絶縁流体を巻き線１１００に含侵し、環境影響に対するコンデンサーの保護を強化するのが好ましい。金属接触層１３０２の外側エッジに端子１３０４をはんだ付けするか、あるいは溶接するのが好ましく、また絶縁材１３０６内に巻き線１３００を封入するのが好ましい。なお、例示を目的としてフィルムコンデンサー１３００の場合、フィルムコンデンサー層１０００の繰り返し数を減らして図示してあるが、フィルムコンデンサー層１０００の繰り返し数については、用途に応じて変更するのが好ましい。
６３Ｖ印加時の従来の金属化フィルムコンデンサーと比較したフィルムコンデンサー７００の体積当たりのキャパシタンス（静電容量）（Ｃ/Ｖ）を示すチャートである図１４を参照して説明を続ける。この実施例では、誘電体フィルム２０２をポリエステルで構成するのが好ましい。誘電体フィルム２０２の厚さおよび従来の金属化フィルムコンデンサー層の厚さの場合、ほぼ１．４μｍが好ましい。図示のように、体積当たりの静電容量はｙ軸測定で、測定単位μＦ/ｃｍ３であるのが好ましい。一方、ｘ軸は単位μｍで測定した誘電体被覆３０２の異なる厚さであるのが好ましい。誘電体被覆３０２の厚さがほぼ０．５μｍよりも薄い場合、Ｃ/Ｖは従来の金属化フィルムコンデンサーよりもすぐれているといえる。
上記印加時の誘電体被覆３０２の厚さあたりの破壊電圧（Ｖ/μｍ）を示すチャートである図１５を参照して説明を続ける。Ｖ/μｍを制御するためには、誘電体被覆３０２の厚さをできるだけ小さくほぼ０．１μｍに抑えるのが好ましい。
５００Ｖ印加時の従来の金属化フィルムコンデンサーと比較したフィルムコンデンサー７００のＣ/Ｖを示すチャートである図１６を参照して説明を続ける。この実施例では、誘電体フィルム２０２をポリプロピレンから構成するのが好ましい。誘電体フィルム２０２の厚さおよび従来の金属化フィルムコンデンサー層の誘電体フィルムの厚さについては、ほぼ２．５μｍであるのが好ましい。図示のように、体積当たりの静電容量はｙ軸測定で、測定単位はμＦ/ｃｍ３であるのが好ましい。一方、ｘ軸は単位μｍで測定した誘電体被覆３０２の異なる厚さであるのが好ましい。誘電体被覆３０２の厚さがほぼ１．２μｍ未満の場合、Ｃ/Ｖは従来の金属化フィルムコンデンサーよりもすぐれているといえる。
上記印加時の誘電体被覆３０２の厚さあたりの破壊電圧（Ｖ/μｍ）を示すチャートである図１７を参照して説明を続ける。Ｖ/μｍを制御するためには、誘電体被覆３０２の厚さをできるだけ小さくほぼ０．４μｍに抑えるのが好ましい。
６３Ｖ印加時の従来の金属化フィルムコンデンサーと比較したフィルムコンデンサー１３００のＣ/Ｖを示すチャートである図１８を参照して説明を続ける。この実施例では、誘電体フィルム８０２をポリエステルから構成するのが好ましい。誘電体フィルム８０２の厚さおよび従来の金属化フィルムコンデンサー層の誘電体フィルムの厚さについては、ほぼ１．４μｍであるのが好ましい。図示のように、体積当たりの静電容量はｙ軸測定で、測定単位はμＦ/ｃｍ３であるのが好ましい。一方、ｘ軸は単位μｍで測定した誘電体被覆９０２の異なる厚さであるのが好ましい。誘電体被覆９０２の厚さがほぼ１．４μｍ未満の場合、Ｃ/Ｖは従来の金属化フィルムコンデンサーよりもすぐれているといえる。
上記印加時の誘電体被覆９０２の厚さ当たりの破壊電圧（Ｖ/μｍ）を示すチャートである図１９を参照して説明を続ける。Ｖ/μｍを制御するためには、誘電体被覆９０２の厚さをできるだけ小さくほぼ０．１５μｍに抑えるのが好ましい。
５００Ｖ印加時の従来の金属化フィルムコンデンサーと比較したフィルムコンデンサー１３００のＣ/Ｖを示すチャートである図２０を参照して説明を続ける。この実施例では、誘電体フィルム８０２をポリプロピレンから構成するのが好ましい。誘電体フィルム８０２の厚さおよび従来の金属化フィルムコンデンサー層の誘電体フィルムの厚さについては、ほぼ２．５μｍであるのが好ましい。図示のように、体積当たりの静電容量はｙ軸測定で、測定単位はμＦ/ｃｍ３であるのが好ましい。一方、ｘ軸は単位μｍで測定した誘電体被覆９０２の異なる厚さであるのが好ましい。誘電体被覆９０２の厚さがほぼ１．７μｍ未満の場合、Ｃ/Ｖは従来の金属化フィルムコンデンサーよりもすぐれているといえる。
上記印加時の誘電体被覆９０２の厚さ当たりの破壊電圧（Ｖ/μｍ）を示すチャートである図２１を参照して説明を続ける。Ｖ/μｍを制御するためには、誘電体被覆９０２の厚さをできるだけ小さくほぼ１．０μｍに抑えるのが好ましい。
本発明の特徴および要素を具体的に組み合わせて説明してきたが、当業者ならば、各特徴または要素は単独でも使用でき、あるいは他の特徴および要素と組み合わせて使用できることを理解できるはずである。さらに、本明細書に記載した方法はコンピュータまたはプロセッサーで実行可能なコンピュータ可読式媒体に組み込んだコンピュータプログラム、ソフトウェア、またはファームウェアで実行可能である。コンピュータ可読式媒体の実例には電子信号（有線接続または無線接続で配信される）、およびコンピュータ可読式保存媒体がある。限定を意図するわけではないが、コンピュータ可読式保存媒体にはリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、レジスター、キャッシュメモリ、半導体メモリデバイス、内部ハードディスクや着脱式ディスクなどの磁気媒体、磁気光学媒体、ＣＤ－ＲＯＭディスクなどの光学媒体、およびデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）などがある。
１００ 従来のフィルムコンデンサー
１０２ キャパシタンス層
１０４ 誘電体フィルム
１０６ 金属電極
１０８ 円筒形巻き線
１１０ 第１ボビン
１１２ 第２ボビン
１１４ 金属接触層
１１６ 端子
１１８ 絶縁材
２０２ 誘電体フィルム
２０４ 第１金属化層
２０６ フリーマージン
３０２ 誘電体被覆
４００ フィルムコンデンサー層
４０２ 第２金属化層
４０４ 隙間
５００ 巻き線
５０２ 部分
５０４ 外側エッジ
７００ フィルムコンデンサー
７０２ 金属接触層
７０４ 端子
７０６ 絶縁材
８０２ 誘電体フィルム
８０４ 第１金属化層
８０６ 第１マージン
９０２ 誘電体被覆
９０４ 第２マージン
１０００ フィルムコンデンサー層
１００２ 第２金属化層
１１００ 巻き線
１１０２ 部分
１１０４ 外側エッジ
１３００ フィルムコンデンサー
１３０２ 金属接触層
１３０４ 端子
１３０６ 絶縁材
１０２ キャパシタンス層
１０４ 誘電体フィルム
１０６ 金属電極
１０８ 円筒形巻き線
１１０ 第１ボビン
１１２ 第２ボビン
１１４ 金属接触層
１１６ 端子
１１８ 絶縁材
２０２ 誘電体フィルム
２０４ 第１金属化層
２０６ フリーマージン
３０２ 誘電体被覆
４００ フィルムコンデンサー層
４０２ 第２金属化層
４０４ 隙間
５００ 巻き線
５０２ 部分
５０４ 外側エッジ
７００ フィルムコンデンサー
７０２ 金属接触層
７０４ 端子
７０６ 絶縁材
８０２ 誘電体フィルム
８０４ 第１金属化層
８０６ 第１マージン
９０２ 誘電体被覆
９０４ 第２マージン
１０００ フィルムコンデンサー層
１００２ 第２金属化層
１１００ 巻き線
１１０２ 部分
１１０４ 外側エッジ
１３００ フィルムコンデンサー
１３０２ 金属接触層
１３０４ 端子
１３０６ 絶縁材
Claims (20)
- 隣接層の形でそれ自体に巻き付け、巻き線を形成する単体フィルムコンデンサー層を有するフィルムコンデンサーであって、
このフィルムコンデンサー層が、
誘電体フィルムと、
この誘電体フィルムに形成した第１金属化層と、
この第１金属化層に形成した誘電体被覆と、
この誘電体被覆に形成した第２金属化層と、
を有し、
前記フィルムコンデンサー層が第１外側部と、この第１外側部に対向する第２外側部を有し、この第１外側部および第２外側部をウェーブカットして、前記第１外側部に、前記フィルムコンデンサー層の第１外側エッジまで横方向に延在する第１の交互に現れる領域および前記フィルムコンデンサー層の前記第１外側エッジからカーブを描いて離間する第２の交互に現れる領域を形成し、そして前記第２外側部に、前記フィルムコンデンサー層の第２外側エッジまで横方向に延在する第１の交互に現れる領域および前記フィルムコンデンサー層の前記第２外側エッジからカーブを描いて離間する第２の交互に現れる領域を形成し、
隣接層の交互に現れるエッジが前記巻き線の外側エッジまで横方向に延在するように、前記第１の交互に現れる領域および第２の交互に現れる領域を配列し、
前記第１外側部の前記ウェーブカットが前記第２金属化層、前記誘電化被覆、および前記フィルムコンデンサー層の誘電体フィルムを介して延在し、
前記巻き線の第１外側エッジに形成した第１金属接触層および前記巻き線の第２外側エッジに形成した第２金属接触層と、
この第１金属接触層の外側エッジに形成した第１端子および第２金属接触層の外側エッジに形成した第２端子と、
前記巻き線、前記第１および第２の金属接触層、および前記第１および第２の端子の一部を封入する絶縁材と、
を有することを特徴とするフィルムコンデンサー。
- 前記誘電体フィルムの非金属化部分が前記誘電体フィルムの一つかそれ以上のエッジにそって露出状態にある請求項１に記載のフィルムコンデンサー。
- 前記誘電体被覆が前記誘電体フィルムの前記非金属化部分全体に延在している請求項２に記載のフィルムコンデンサー。
- 前記誘電体フィルムがプラスチックフィルム、熱可塑性フィルム、または紙の一つかそれ以上を有する請求項１に記載のフィルムコンデンサー。
- 前記誘電体被覆の幅が前記誘電体フィルムの幅と実質的に同じである請求項１に記載のフィルムコンデンサー。
- 隙間によって、前記第２金属化層の第１部分が前記第２金属化層の第２部分から横方向に分離している請求項５に記載のフィルムコンデンサー。
- 前記第１金属化層の一部が露出し、第１金属化層のこの部分が横方向に前記誘電体フィルムのエッジまで延在するように前記誘電体被覆の幅が、前記誘電体フィルムの幅よりも狭い請求項１に記載のフィルムコンデンサー。
- 前記誘電体被膜の一部および第１金属化層の前記部分が露出したままになっているように、前記第２金属化層の幅が前記誘電体被覆の幅よりも狭い請求項７に記載のフィルムコンデンサー。
- 前記誘電体被覆がアクリル系被覆を有する請求項１に記載のフィルムコンデンサー。
- 前記第１外側の第１の交互に現れる領域が前記第２外側部の第２の交互に現れる領域から横方向に横断する位置にあり、かつ前記第１外側部の前記第２の交互に現れる領域が前記第２側部の前記１の交互に現れる領域から横方向に横断する位置にある請求項１に記載のフィルムコンデンサー。
- フィルムコンデンサーの形成方法であって、
誘電体フィルムに形成した第１金属化層と、
この第１金属化層に形成した誘電体被覆と、
この誘電体被覆に形成した第２金属化層と、
を有するフィルムコンデンサー層を形成し、
前記フィルムコンデンサー層をそれ自体に隣接層として巻き取ることによって巻き線を形成し、
前記フィルムコンデンサー層の第１外側部およびこれに対向する第２外側部にウェーブカットを形成して、前記第１外側部に、前記フィルムコンデンサー層の第１外側エッジまで横方向に延在する第１の交互に現れる領域および前記フィルムコンデンサー層の前記第１外側エッジからカーブを描いて離間する第２の交互に現れる領域を形成し、そして前記第２外側部に、前記フィルムコンデンサー層の第２外側エッジまで横方向に延在する第１の交互に現れる領域および前記フィルムコンデンサー層の前記第２外側エッジからカーブを描いて離間する第２の交互に現れる領域を形成し、
隣接層の交互に現れるエッジが前記巻き線の外側エッジまで横方向に延在するように、前記第１の交互に現れる領域および第２の交互に現れる領域を配列し、
前記第１外側部の前記ウェーブカットが前記第２金属化層、前記誘電体被覆、および前記フィルムコンデンサー層の誘電体フィルムとを介して延在させ、
この巻き線の外側エッジに第１金属接触層を形成し、
この第１金属接触層の外側エッジに端子を形成し、そして
絶縁材に前記巻き線、前記第１金属接触層、および前記端子の一部を封入することを特徴とするフィルムコンデンサーの形成方法。
- 前記誘電体フィルムの非金属化部分が前記誘電体フィルムの一つかそれ以上のエッジにそって露出状態にあるように、マスキング工程を使用して前記第１金属化層を形成する請求項１１に記載の形成方法。
- 前記誘電体被覆が前記誘電体フィルムの前記非金属化部分全体に延在している請求項１２に記載の形成方法。
- 前記誘電体フィルムがプラスチックフィルム、熱可塑性フィルム、または紙の一つかそれ以上を有する請求項１１に記載の形成方法。
- 前記誘電体被覆の幅が前記誘電体フィルムの幅と実質的に同じである請求項１１に記載の形成方法。
- 隙間によって、前記第２金属化層の第１部分が前記第２金属化層の第２部分から横方向に分離するように、マスキング工程を使用して前記第２金属化層を形成する請求項１５に記載の形成方法。
- 前記第１金属化層の一部が露出し、第１金属化層のこの部分が横方向に前記誘電体フィルムのエッジまで延在するように前記誘電被覆の幅が、前記誘電体フィルムの幅よりも狭い請求項１１に記載の形成方法。
- 前記第２金属化層の幅が前記誘電体被膜の幅よりも狭くなるように、マスキング工程を使用して前記第２金属化層を形成し、前記誘電体被膜の一部および第１金属化層の前記部分が露出したままになっている請求項１７に記載の形成方法。
- 前記誘電体被覆がアクリル系被覆を有する請求項１１に記載の形成方法。
- 前記第１外側部の第１の交互に現れる領域が前記第２外側部の第２の交互に現れる領域から横方向に横断する位置にあり、かつ前記第１外側部の前記第２の交互に現れる領域が前記第２外側部の前記第１の交互に現れる領域から横方向に横断する位置にある請求項１１に記載の形成方法。
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