JP7428493B2 - フィルムコンデンサ - Google Patents
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Description
本発明は、フィルムコンデンサに関する。
コンデンサの一種として、可撓性を有する樹脂フィルムを誘電体として用いながら、樹脂フィルムを挟んで互いに対向する第１の金属層及び第２の金属層を配置した構造のフィルムコンデンサが知られている。このようなフィルムコンデンサは、例えば、第１の金属層が形成された樹脂フィルムと第２の金属層が形成された樹脂フィルムとを巻回又は積層することによって作製される。
例えば、特許文献１には、少なくとも片側の表面に金属膜が形成された第１のフィルム部材と、第２のフィルム部材とを重畳して構成される金属化フィルムを備え、金属化フィルムが巻回されて形成され、かつ巻回された金属化フィルムの幅方向の両端のそれぞれに電極部材が接続されたフィルムコンデンサであって、第１のフィルム部材は、第２のフィルム部材に対して幅方向に突出するように配置されて巻回された金属化フィルムにおいて第１突出端と第１没入端とが積層方向に繰り返されるように構成され、金属膜は、第１突出端の第１没入端から幅方向へ突出する部分において露出するよう構成されている、フィルムコンデンサが開示されている。
特許文献１に記載のフィルムコンデンサでは、第１のフィルム部材を加工することなく、金属化フィルムと電極部材との接触部分の機械的強度を向上させることができる、とされている。このように、金属化フィルムと電極部材との接触部分の機械的強度の向上が求められている理由は、ヒートショック等でこの接触部分の電気的接合が弱まると等価直列抵抗（ＥＳＲ）が増加してしまうためである。しかしながら、特許文献１に記載のフィルムコンデンサにおいては、金属化フィルムと電極部材との接触部分の機械的強度を向上させる点で改善の余地がある。
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、フィルムの積層体と外部電極との接合強度が高いフィルムコンデンサを提供することを目的とするものである。
本発明のフィルムコンデンサは、誘電体フィルムの主面上に金属層が設けられた金属化フィルムを含むフィルムが積層方向に積層された積層体と、上記積層方向と直交する幅方向における上記積層体の端面上に設けられ、上記金属層と接続された外部電極と、を備え、上記誘電体フィルムは、互いに対向する第１の主面及び第２の主面を有する第１の誘電体フィルムと、互いに対向する第３の主面及び第４の主面を有する第２の誘電体フィルムと、を含み、上記金属層は、上記第１の誘電体フィルムの上記第１の主面上に設けられた第１の金属層と、上記第１の誘電体フィルムの上記第２の主面及び上記第２の誘電体フィルムの上記第３の主面の一方の主面上に設けられた第２の金属層と、を含み、上記外部電極は、上記幅方向における上記積層体の一方の端面上に設けられ、上記第１の金属層と接続された第１の外部電極と、上記幅方向における上記積層体の他方の端面上に設けられた第２の外部電極と、を含み、上記金属化フィルムは、上記第１の誘電体フィルムの上記第１の主面上に上記第１の金属層が設けられた第１の金属化フィルムを含み、上記積層体の一方の端面には、上記積層方向に隣り合う上記第１の金属化フィルムの間に第１の隙間が設けられている領域と、上記積層方向に隣り合う上記第１の金属化フィルムの間に第２の隙間が設けられている領域とが存在し、上記第１の隙間の上記積層方向における幅は、上記第２の誘電体フィルム及び上記第２の金属層の合計厚みよりも大きく、上記第２の隙間の上記積層方向における幅は、上記第２の誘電体フィルム及び上記第２の金属層の合計厚み以下であり、上記第１の外部電極は、上記第１の隙間において上記第２の隙間よりも上記第２の外部電極側に入り込んでおり、かつ、上記第２の金属層及び上記第２の外部電極と接続されていない、ことを特徴とする。
本発明によれば、フィルムの積層体と外部電極との接合強度が高いフィルムコンデンサを提供できる。
以下、本発明のフィルムコンデンサについて説明する。なお、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更されてもよい。また、以下において記載する個々の好ましい構成を複数組み合わせたものもまた本発明である。
［フィルムコンデンサ］
本発明のフィルムコンデンサの一例として、誘電体フィルムの少なくとも一方の主面上に金属層が設けられた金属化フィルムを含むフィルムが積層された状態で巻回されてなる、いわゆる巻回型のフィルムコンデンサを以下に説明する。本発明のフィルムコンデンサは、上記フィルムが積層されてなる、いわゆる積層型のフィルムコンデンサであってもよい。
本発明のフィルムコンデンサの一例として、誘電体フィルムの少なくとも一方の主面上に金属層が設けられた金属化フィルムを含むフィルムが積層された状態で巻回されてなる、いわゆる巻回型のフィルムコンデンサを以下に説明する。本発明のフィルムコンデンサは、上記フィルムが積層されてなる、いわゆる積層型のフィルムコンデンサであってもよい。
図１は、本発明のフィルムコンデンサの一例を示す斜視模式図である。図２は、図１中の線分Ａ１－Ａ２に対応する部分を示す断面模式図である。図３は、図２中の点線で囲まれた左側の領域で示される積層体の一方の端面の一部を幅方向から見たときの平面模式図である。図４は、図２中の点線で囲まれた右側の領域で示される積層体の他方の端面の一部を幅方向から見たときの平面模式図である。図２は、図３及び図４中の線分Ｂ１－Ｂ２に対応する断面を示している。
本明細書中、フィルムコンデンサにおける積層方向及び幅方向を、図１及び図２に示すように、各々、矢印Ｔ及び矢印Ｗで定められる方向とする。なお、巻回型のフィルムコンデンサでは、積層方向が複数存在するとも言えるが、本明細書中では矢印Ｔで定められる方向とする。ここで、積層方向Ｔと幅方向Ｗとは、互いに直交している。
図１及び図２に示すように、フィルムコンデンサ１は、積層体１０と、幅方向Ｗにおける積層体１０の一方の端面上に設けられた第１の外部電極５１と、幅方向Ｗにおける積層体１０の他方の端面上に設けられた第２の外部電極５２と、を有している。ここで、積層体１０の両端面は、幅方向Ｗにおいて互いに対向している。
図２に示すように、積層体１０は、第１の金属化フィルム２１及び第２の金属化フィルム２２が積層方向Ｔに積層された状態で巻回された巻回体である。フィルムコンデンサ１は、このような巻回体でもある積層体１０を有する巻回型のフィルムコンデンサである。なお、図２では、図１中のフィルムコンデンサ１の積層方向Ｔにおける上半分の断面が主に示されているが、下半分の断面についても同様である。
フィルムコンデンサ１においては、フィルムコンデンサ１の低背化の観点から、積層体１０の断面形状が楕円又は長円のような扁平形状にプレスされ、積層体１０の断面形状が真円であるときよりも厚みが小さい形状とされることが好ましい。
フィルムコンデンサ１は、円柱状の巻回軸を有していてもよい。巻回軸は、巻回状態の第１の金属化フィルム２１及び第２の金属化フィルム２２の中心軸上に配置されるものであり、第１の金属化フィルム２１及び第２の金属化フィルム２２を巻回する際の巻軸となるものである。
第１の金属化フィルム２１は、第１の誘電体フィルム３１の第１の主面３１Ａ上に第１の金属層４１が設けられたものである。
第１の金属層４１は、幅方向Ｗにおいて、第１の金属化フィルム２１の一方の側縁に届き、第１の金属化フィルム２１の他方の側縁に届かないように設けられている。
第２の金属化フィルム２２は、第２の誘電体フィルム３２の第３の主面３２Ａ上に第２の金属層４２が設けられたものである。
第２の金属層４２は、幅方向Ｗにおいて、第２の金属化フィルム２２の一方の側縁に届かず、第２の金属化フィルム２２の他方の側縁に届くように設けられている。
積層体１０においては、第１の金属層４１における第１の金属化フィルム２１の側縁に届いている側の端部が積層体１０の一方の端面に露出し、第２の金属層４２における第２の金属化フィルム２２の側縁に届いている側の端部が積層体１０の他方の端面に露出するように、隣り合う第１の金属化フィルム２１及び第２の金属化フィルム２２が幅方向Ｗにずれている。
積層体１０は、第１の金属化フィルム２１及び第２の金属化フィルム２２が積層方向Ｔに積層された状態で巻回されてなることから、第１の金属層４１、第１の誘電体フィルム３１、第２の金属層４２、及び、第２の誘電体フィルム３２が積層方向Ｔに順に積層された状態で巻回された巻回体である、とも言える。
積層体１０においては、第１の誘電体フィルム３１の第１の主面３１Ａと第２の誘電体フィルム３２の第４の主面３２Ｂとが対向し、第１の誘電体フィルム３１の第２の主面３１Ｂと第２の誘電体フィルム３２の第３の主面３２Ａとが対向するように、第１の金属化フィルム２１及び第２の金属化フィルム２２が積層方向Ｔに積層された状態で巻回されている。つまり、積層体１０においては、第１の金属化フィルム２１が第２の金属化フィルム２２の内側となり、第１の金属層４１が第１の誘電体フィルム３１の内側となり、第２の金属層４２が第２の誘電体フィルム３２の内側となるように、第１の金属化フィルム２１及び第２の金属化フィルム２２が積層方向Ｔに積層された状態で巻回されている。
第２の金属層４２は、第２の誘電体フィルム３２の第３の主面３２Ａ上ではなく、第１の誘電体フィルム３１の第２の主面３１Ｂ上に設けられていてもよい。この場合、積層体１０においては、第１の誘電体フィルム３１の第１の主面３１Ａ上に第１の金属層４１が設けられ、かつ、第２の主面３１Ｂ上に第２の金属層４２が設けられた金属化フィルムと、第２の誘電体フィルム３２とが積層方向Ｔに積層された状態で巻回されていることになる。
第１の誘電体フィルム３１及び第２の誘電体フィルム３２は、各々、硬化性樹脂を主成分として含有することが好ましい。ここで、主成分とは、重量百分率が最も大きい成分を意味し、好ましくは、重量百分率が５０重量％よりも大きい成分を意味する。
硬化性樹脂は、熱硬化性樹脂であってもよいし、光硬化性樹脂であってもよい。熱硬化性樹脂とは、熱で硬化し得る樹脂を意味しており、硬化方法を限定するものではない。したがって、熱で硬化し得る樹脂である限り、熱以外の方法（例えば、光、電子ビーム等）で硬化した樹脂も熱硬化性樹脂に含まれる。また、材料によっては、材料自体が有する反応性によって反応が開始する場合があり、必ずしも外部から熱又は光等を与えずに硬化が進むものについても熱硬化性樹脂とする。光硬化性樹脂についても同様であり、光で硬化し得る樹脂である限り、硬化方法を限定するものではない。
硬化性樹脂は、ウレタン結合及びユリア結合の少なくとも一方を有していてもよいし、ウレタン結合及びユリア結合の両方を有していなくてもよい。なお、ウレタン結合及び／又はユリア結合の存在については、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ－ＩＲ）を用いて確認できる。
硬化性樹脂は、第１の有機材料と第２の有機材料との硬化物からなることが好ましい。このような硬化物としては、例えば、第１の有機材料が有する水酸基（ＯＨ基）と第２の有機材料が有するイソシアネート基（ＮＣＯ基）とが反応して得られる硬化物等が挙げられる。このような反応によって硬化物を得る場合、出発材料の未硬化部分が誘電体フィルム中に残留する場合がある。例えば、第１の誘電体フィルム３１及び第２の誘電体フィルム３２は、各々、水酸基及びイソシアネート基の少なくとも一方を含有していてもよい。この場合、第１の誘電体フィルム３１及び第２の誘電体フィルム３２は、各々、水酸基及びイソシアネート基の一方を含有していてもよいし、水酸基及びイソシアネート基の両方を含有していてもよい。なお、水酸基及び／又はイソシアネート基の存在については、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ－ＩＲ）を用いて確認できる。
第１の有機材料は、分子内に複数の水酸基を有するポリオールであることが好ましい。ポリオールとしては、例えば、ポリビニルアセトアセタール等のポリビニルアセタール、フェノキシ樹脂等のポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール等が挙げられる。第１の有機材料として、複数種類の有機材料を併用してもよい。
第２の有機材料は、分子内に複数の官能基を有する、イソシアネート化合物、エポキシ樹脂、又は、メラミン樹脂であることが好ましい。第２の有機材料として、複数種類の有機材料を併用してもよい。
イソシアネート化合物としては、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）等の芳香族ポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）等の脂肪族ポリイソシアネート、等が挙げられる。イソシアネート化合物としては、これらのポリイソシアネートの変性体、例えば、カルボジイミド又はウレタン等を有する変性体であってもよい。
エポキシ樹脂としては、エポキシ環を有する樹脂であれば特に限定されず、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格エポキシ樹脂、シクロペンタジエン骨格エポキシ樹脂、ナフタレン骨格エポキシ樹脂等が挙げられる。
メラミン樹脂としては、構造の中心にトリアジン環、その周辺に３つのアミノ基を有する有機窒素化合物であれば特に限定されず、例えば、アルキル化メラミン樹脂等が挙げられる。メラミン樹脂としては、メラミンの変性体であってもよい。
第１の誘電体フィルム３１及び第２の誘電体フィルム３２は、好ましくは、第１の有機材料及び第２の有機材料を含む樹脂溶液をフィルム状に成形した後、熱処理して硬化させることによって作製される。
第１の誘電体フィルム３１及び第２の誘電体フィルム３２は、各々、蒸着重合膜を主成分として含有していてもよい。蒸着重合膜は、ウレタン結合及びユリア結合の少なくとも一方を有していてもよいし、ウレタン結合及びユリア結合の両方を有していなくてもよい。なお、蒸着重合膜は、蒸着重合法により成膜されたものを指し、基本的には硬化性樹脂に含まれる。
第１の誘電体フィルム３１及び第２の誘電体フィルム３２は、各々、熱可塑性樹脂を主成分として含有していてもよい。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリアリレート等が挙げられる。
第１の誘電体フィルム３１及び第２の誘電体フィルム３２は、各々、主成分以外の成分として、例えば、シリコーン樹脂、第１の有機材料及び第２の有機材料等の出発材料の未硬化部分等を含有していてもよい。
第１の誘電体フィルム３１及び第２の誘電体フィルム３２は、各々、各種機能を付加するための添加剤を含有していてもよい。添加剤としては、例えば、平滑性を付与するためのレベリング剤等が挙げられる。添加剤は、水酸基及び／又はイソシアネート基と反応する官能基を有し、硬化物の架橋構造の一部を形成するものであることが好ましい。このような添加剤としては、例えば、水酸基、エポキシ基、シラノール基、及び、カルボキシル基からなる群より選択される少なくとも１種の官能基を有する樹脂等が挙げられる。
第１の誘電体フィルム３１及び第２の誘電体フィルム３２の組成は、互いに異なっていてもよいが、互いに同じであることが好ましい。
第１の誘電体フィルム３１及び第２の誘電体フィルム３２の厚みは、各々、好ましくは０．５μｍ以上、５μｍ以下である。第１の誘電体フィルム３１及び第２の誘電体フィルム３２の厚みは、互いに異なっていてもよいが、互いに同じであることが好ましい。
第１の誘電体フィルム３１及び第２の誘電体フィルム３２の厚みについては、光学式膜厚計を用いて測定できる。
第１の金属層４１及び第２の金属層４２の構成材料としては、各々、例えば、アルミニウム、亜鉛、チタン、マグネシウム、スズ、ニッケル等の金属が挙げられる。
第１の金属層４１及び第２の金属層４２の組成は、互いに異なっていてもよいが、互いに同じであることが好ましい。
第１の金属層４１及び第２の金属層４２の厚みは、各々、好ましくは５ｎｍ以上、４０ｎｍ以下である。
第１の金属層４１の厚みについては、第１の金属化フィルム２１の厚み方向における切断面を、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて観察することにより特定できる。第２の金属層４２の厚みについても同様に特定できる。
第１の外部電極５１は、積層体１０の一方の端面上に設けられ、第１の金属層４１の露出端部と接触することで第１の金属層４１と接続されている。
第１の金属層４１と第１の外部電極５１との接続性の観点から、積層体１０の一方の端面において、第１の金属化フィルム２１は、第２の金属化フィルム２２に対して幅方向Ｗに突出していることが好ましい。
第２の外部電極５２は、積層体１０の他方の端面上に設けられ、第２の金属層４２の露出端部と接触することで第２の金属層４２と接続されている。
第２の金属層４２と第２の外部電極５２との接続性の観点から、積層体１０の他方の端面において、第２の金属化フィルム２２は、第１の金属化フィルム２１に対して幅方向Ｗに突出していることが好ましい。
第１の外部電極５１及び第２の外部電極５２の構成材料としては、各々、例えば、亜鉛、アルミニウム、スズ、亜鉛－アルミニウム合金等の金属が挙げられる。第１の外部電極５１及び第２の外部電極５２は、好ましくは、各々、積層体１０の一方の端面上及び他方の端面上に、上述したような金属を溶射することにより形成される。
第１の外部電極５１及び第２の外部電極５２の組成は、互いに異なっていてもよいが、互いに同じであることが好ましい。
積層体１０の構成は、図２に示すような構成と異なっていてもよい。例えば、第１の金属化フィルム２１において第１の金属層４１が幅方向Ｗで２つの金属層に分断され、一方の金属層が第１の金属化フィルム２１の一方の側縁に届き、他方の金属層が第１の金属化フィルム２１の他方の側縁に届くように設けられていてもよい。この場合、第１の金属層４１において、一方の金属層が第１の外部電極５１と接続され、かつ、他方の金属層が第２の外部電極５２と接続されつつ、第２の金属層４２が第１の外部電極５１及び第２の外部電極５２の両方と接続されないように設けられると、第１の金属層４１と第２の金属層４２との間でコンデンサを構成できる。
図２及び図３に示すように、積層体１０の一方の端面には、積層方向Ｔに隣り合う第１の金属化フィルム２１の間に第１の隙間６１が設けられている領域と、積層方向Ｔに隣り合う第１の金属化フィルム２１の間に第２の隙間６２が設けられている領域とが存在している。
積層体１０の一方の端面において、第１の隙間６１の積層方向Ｔにおける幅Ｌ１は、第２の誘電体フィルム３２及び第２の金属層４２の合計厚みよりも大きい。また、積層体１０の一方の端面において、第２の隙間６２の積層方向Ｔにおける幅Ｍ１は、第２の誘電体フィルム３２及び第２の金属層４２の合計厚み以下である。よって、第１の隙間６１の積層方向Ｔにおける幅Ｌ１は、第２の隙間６２の積層方向Ｔにおける幅Ｍ１よりも大きいため、第１の外部電極５１の形成時に、例えば、金属を溶射すると、その金属が第１の隙間６１に入り込みやすくなる。その結果、図２に示すように、第１の外部電極５１は、第１の隙間６１において第２の隙間６２よりも第２の外部電極５２側に入り込んでおり、かつ、第２の金属層４２及び第２の外部電極５２と接続されていない。したがって、特に第１の隙間６１では、積層体１０と第１の外部電極５１との接合強度が高まる。
図２及び図４に示すように、積層体１０の他方の端面には、積層方向Ｔに隣り合う第２の金属化フィルム２２の間に第１の隙間６１が設けられている領域と、積層方向Ｔに隣り合う第２の金属化フィルム２２の間に第２の隙間６２が設けられている領域とが存在していてもよい。
積層体１０の他方の端面において、第１の隙間６１の積層方向Ｔにおける幅Ｌ１は、第２の誘電体フィルム３２及び第２の金属層４２の合計厚みよりも大きい。また、積層体１０の他方の端面において、第２の隙間６２の積層方向Ｔにおける幅Ｍ１は、第２の誘電体フィルム３２及び第２の金属層４２の合計厚み以下である。よって、第１の隙間６１の積層方向Ｔにおける幅Ｌ１は、第２の隙間６２の積層方向Ｔにおける幅Ｍ１よりも大きいため、第２の外部電極５２の形成時に、例えば、金属を溶射すると、その金属が第１の隙間６１に入り込みやすくなる。その結果、図２に示すように、第２の外部電極５２は、第１の隙間６１において第２の隙間６２よりも第１の外部電極５１側に入り込んでおり、かつ、第１の金属層４１及び第１の外部電極５１と接続されていない。したがって、特に第１の隙間６１では、積層体１０と第２の外部電極５２との接合強度が高まる。
第１の隙間６１が設けられている領域は、図２、図３、及び、図４に示すように積層体１０の両端面に存在していることが好ましい。
図２に示すような構成とは異なり、積層体１０において、第１の誘電体フィルム３１の第１の主面３１Ａ上に第１の金属層４１が設けられ、かつ、第２の主面３１Ｂ上に第２の金属層４２が設けられた第１の金属化フィルムと、第２の誘電体フィルム３２とが積層方向Ｔに積層された状態で巻回されている場合がある。この場合、積層体１０の一方の端面には、積層方向Ｔに隣り合う第１の金属化フィルムの間に第１の隙間６１が設けられている領域と、積層方向Ｔに隣り合う第１の金属化フィルムの間に第２の隙間６２が設けられている領域とが存在することになる。
第１の隙間６１の積層方向Ｔにおける幅Ｌ１は、好ましくは３０μｍ以上、９０μｍ以下である。第１の隙間６１の積層方向Ｔにおける幅Ｌ１は、図２で示した積層体１０の断面において、以下のように定められる。積層体１０の一方の端面においては、積層方向Ｔに隣り合う第１の金属化フィルム２１の間の積層方向Ｔにおける最大距離によって、第１の隙間６１の積層方向Ｔにおける幅Ｌ１が定められる。また、積層体１０の他方の端面においては、積層方向Ｔに隣り合う第２の金属化フィルム２２の間の積層方向Ｔにおける最大距離によって、第１の隙間６１の積層方向Ｔにおける幅Ｌ１が定められる。
第１の隙間６１の幅方向Ｗにおける幅Ｌ２は、好ましくは０．８ｍｍ以上、１．３ｍｍ以下である。第１の隙間６１の幅方向Ｗにおける幅Ｌ２は、図２で示した積層体１０の断面において、以下のように定められる。積層体１０の一方の端面においては、積層方向Ｔに隣り合う第１の金属化フィルム２１の間の領域で、第１の金属化フィルム２１の幅方向Ｗにおける端面と第２の金属化フィルム２２の幅方向Ｗにおける端面との間の、幅方向Ｗにおける最大距離によって、第１の隙間６１の幅方向Ｗにおける幅Ｌ２が定められる。また、積層体１０の他方の端面においては、積層方向Ｔに隣り合う第２の金属化フィルム２２の間の領域で、第２の金属化フィルム２２の幅方向Ｗにおける端面と第１の金属化フィルム２１の幅方向Ｗにおける端面との間の、幅方向Ｗにおける最大距離によって、第１の隙間６１の幅方向Ｗにおける幅Ｌ２が定められる。
第１の隙間６１の存在については、図２に示すような幅方向Ｗと平行な積層体１０の切断面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）等を用いて観察することにより確認できる。具体的には、積層体１０の一方の端面付近において、積層方向Ｔに隣り合う第１の金属化フィルム２１の間の隙間で、第１の外部電極５１が他の隙間（例えば、第２の隙間６２）よりも第２の外部電極５２側に入り込んでいる隙間があることで確認できる。あるいは、積層体１０の他方の端面付近において、積層方向Ｔに隣り合う第２の金属化フィルム２２の間の隙間で、第２の外部電極５２が他の隙間（例えば、第２の隙間６２）よりも第１の外部電極５１側に入り込んでいる隙間があることで確認できる。
図２に示すように、第１の隙間６１は、積層体１０を幅方向Ｗに貫通していないことが好ましい。第１の隙間６１が積層体１０を幅方向Ｗに貫通している場合、第１の外部電極５１又は第２の外部電極５２の形成時に、例えば、金属を溶射すると、その金属が第１の隙間６１を通して積層体１０の両端面に届きやすくなる。これに対して、第１の隙間６１が積層体１０を幅方向Ｗに貫通していないことにより、第１の外部電極５１が第２の外部電極５２と短絡するのを好適に防止できる。
積層方向Ｔに隣り合う第１の金属化フィルム２１における第１の外部電極５１側の端部の少なくとも一方は、第１の隙間６１が設けられるように曲がっていることが好ましい。具体的には、積層方向Ｔに隣り合う第１の金属化フィルム２１における第１の外部電極５１側の２つの端部のうち、第１の隙間６１が設けられるように、一方が曲がっていてもよいし、両方が曲がっていてもよい。この場合、第１の金属化フィルム２１の端部は、湾曲していてもよいし、屈曲していてもよい。このように第１の金属化フィルム２１の端部が曲がっていることにより、積層方向Ｔに隣り合う第１の金属化フィルム２１の間に第１の隙間６１を好適に設けることができる。
［フィルムコンデンサの製造方法］
本発明のフィルムコンデンサは、例えば、以下の方法で製造される。
本発明のフィルムコンデンサは、例えば、以下の方法で製造される。
＜金属化フィルムを作製する工程＞
まず、例えば、上述した第１の有機材料及び第２の有機材料、添加剤等を混合することにより、樹脂溶液を調製する。そして、得られた樹脂溶液をフィルム状に成形した後、熱処理して硬化させることによって、第１の誘電体フィルム及び第２の誘電体フィルムを作製する。
まず、例えば、上述した第１の有機材料及び第２の有機材料、添加剤等を混合することにより、樹脂溶液を調製する。そして、得られた樹脂溶液をフィルム状に成形した後、熱処理して硬化させることによって、第１の誘電体フィルム及び第２の誘電体フィルムを作製する。
そして、第１の誘電体フィルムの第１の主面上に、例えば、アルミニウム、亜鉛、チタン、マグネシウム、スズ、ニッケル等の金属を蒸着して第１の金属層を形成することにより、第１の金属化フィルムを作製する。この際、幅方向において、第１の金属化フィルムの一方の側縁に届き、第１の金属化フィルムの他方の側縁に届かないように第１の金属層を形成する。
また、第２の誘電体フィルムの第３の主面上に、例えば、アルミニウム、亜鉛、チタン、マグネシウム、スズ、ニッケル等の金属を蒸着して第２の金属層を形成することにより、第２の金属化フィルムを作製する。この際、幅方向において、第２の金属化フィルムの一方の側縁に届かず、第２の金属化フィルムの他方の側縁に届くように第２の金属層を形成する。
第２の金属層については、第２の誘電体フィルムの第３の主面上ではなく、第１の誘電体フィルムの第２の主面上に形成してもよい。この場合、本工程では、第１の誘電体フィルムの第１の主面上に第１の金属層が設けられ、かつ、第２の主面上に第２の金属層が設けられた金属化フィルムを作製することになる。この際、幅方向において、金属化フィルムの一方の側縁に届き、金属化フィルムの他方の側縁に届かないように第１の金属層を形成し、かつ、金属化フィルムの一方の側縁に届かず、金属化フィルムの他方の側縁に届くように第２の金属層を形成してもよい。
＜積層体を作製する工程＞
第１の金属化フィルム及び第２の金属化フィルムを、幅方向に所定の距離だけずらした状態で重ねた後、巻回することにより積層体（巻回体）を作製する。
第１の金属化フィルム及び第２の金属化フィルムを、幅方向に所定の距離だけずらした状態で重ねた後、巻回することにより積層体（巻回体）を作製する。
この際、第１の金属化フィルム及び第２の金属化フィルムに高いテンションをかけながら巻回すると、第１の金属化フィルムの幅方向における端部が曲がりやすくなる。その結果、積層体の一方の端面において、積層方向に隣り合う第１の金属化フィルムの間に第１の隙間が設けられる。あるいは、第２の金属化フィルムの幅方向における端部が曲がりやすくなり、結果的に、積層体の他方の端面において、積層方向に隣り合う第２の金属化フィルムの間に第１の隙間が設けられる。あるいは、積層体の両端面に上述したような第１の隙間が設けられる。このような第１の隙間を設ける観点からは、第１の金属化フィルム及び第２の金属化フィルムの巻回時のテンションを０．１２ＭＰａ以上、０．２０ＭＰａ以下とすることが好ましい。
なお、必要に応じて、得られた積層体を幅方向とは垂直な方向から挟んで楕円円筒形状にプレスしてもよい。
＜外部電極を形成する工程＞
積層体の一方の端面上に、例えば、亜鉛、アルミニウム、スズ、亜鉛－アルミニウム合金等の金属を溶射することにより、第１の外部電極を第１の金属層と接続されるように形成する。
積層体の一方の端面上に、例えば、亜鉛、アルミニウム、スズ、亜鉛－アルミニウム合金等の金属を溶射することにより、第１の外部電極を第１の金属層と接続されるように形成する。
また、積層体の他方の端面上に、例えば、亜鉛、アルミニウム、スズ、亜鉛－アルミニウム合金等の金属を溶射することにより、第２の外部電極を第２の金属層と接続されるように形成する。
以上により、本発明のフィルムコンデンサが製造される。
本発明のフィルムコンデンサの比較対象として、従来のフィルムコンデンサを以下に説明する。
図５は、従来のフィルムコンデンサを示す断面模式図である。図６は、図５中の点線で囲まれた左側の領域で示される積層体の一方の端面の一部を幅方向から見たときの平面模式図である。図７は、図５中の点線で囲まれた右側の領域で示される積層体の他方の端面の一部を幅方向から見たときの平面模式図である。図５は、図６及び図７中の線分Ｃ１－Ｃ２に対応する断面を示している。
図５に示すように、フィルムコンデンサ１０１は、積層体１１０と、幅方向Ｗにおける積層体１１０の一方の端面上に設けられた第１の外部電極１５１と、幅方向Ｗにおける積層体１１０の他方の端面上に設けられた第２の外部電極１５２と、を有している。
図５に示すように、積層体１１０は、第１の金属化フィルム１２１及び第２の金属化フィルム１２２が積層方向Ｔに積層された状態で巻回された巻回体である。
第１の金属化フィルム１２１は、第１の誘電体フィルム１３１の一方の主面上に第１の金属層１４１が設けられたものである。
第１の金属層１４１は、幅方向Ｗにおいて、第１の金属化フィルム１２１の一方の側縁に届き、第１の金属化フィルム１２１の他方の側縁に届かないように設けられている。
第２の金属化フィルム１２２は、第２の誘電体フィルム１３２の一方の主面上に第２の金属層１４２が設けられたものである。
第２の金属層１４２は、幅方向Ｗにおいて、第２の金属化フィルム１２２の一方の側縁に届かず、第２の金属化フィルム１２２の他方の側縁に届くように設けられている。
積層体１１０においては、第１の金属層１４１における第１の金属化フィルム１２１の側縁に届いている側の端部が積層体１１０の一方の端面に露出し、第２の金属層１４２における第２の金属化フィルム１２２の側縁に届いている側の端部が積層体１１０の他方の端面に露出するように、隣り合う第１の金属化フィルム１２１及び第２の金属化フィルム１２２が幅方向Ｗにずれている。
第１の外部電極１５１は、積層体１１０の一方の端面上に設けられ、第１の金属層１４１の露出端部と接触することで第１の金属層１４１と接続されている。
第２の外部電極１５２は、積層体１１０の他方の端面上に設けられ、第２の金属層１４２の露出端部と接触することで第２の金属層１４２と接続されている。
図５及び図６に示すように、積層体１１０の一方の端面には、積層方向Ｔに隣り合う第１の金属化フィルム１２１の間に、積層方向Ｔにおける幅が第２の誘電体フィルム１３２及び第２の金属層１４２の合計厚みよりも大きい隙間が設けられていない。つまり、積層体１１０の一方の端面には、積層方向Ｔに隣り合う第１の金属化フィルム１２１の間に、積層方向Ｔにおける幅が第２の誘電体フィルム１３２及び第２の金属層１４２の合計厚み以下である隙間のみが設けられている。よって、第１の外部電極１５１の形成時に、例えば、金属を溶射しても、その金属が積層方向Ｔに隣り合う第１の金属化フィルム１２１の間に入り込みにくく、結果的に、積層体１１０と第１の外部電極１５１との接合強度が高まりにくい。
図５及び図７に示すように、積層体１１０の他方の端面には、積層方向Ｔに隣り合う第２の金属化フィルム１２２の間に、積層方向Ｔにおける幅が第１の誘電体フィルム１３１及び第１の金属層１４１の合計厚みよりも大きい隙間が設けられていない。つまり、積層体１１０の他方の端面には、積層方向Ｔに隣り合う第２の金属化フィルム１２２の間に、積層方向Ｔにおける幅が第１の誘電体フィルム１３１及び第１の金属層１４１の合計厚み以下である隙間のみが設けられている。よって、第２の外部電極１５２の形成時に、例えば、金属を溶射しても、その金属が積層方向Ｔに隣り合う第２の金属化フィルム１２２の間に入り込みにくく、結果的に、積層体１１０と第２の外部電極１５２との接合強度が高まりにくい。
積層体１１０は、第１の金属化フィルム１２１及び第２の金属化フィルム１２２を、幅方向に所定の距離だけずらした状態で重ねた後、巻回することにより作製される。この際、第１の金属化フィルム１２１及び第２の金属化フィルム１２２の巻回時のテンションは、例えば、０．１０ＭＰａ以下と低くされる。
１、１０１ フィルムコンデンサ
１０、１１０ 積層体
２１、１２１ 第１の金属化フィルム
２２、１２２ 第２の金属化フィルム
３１、１３１ 第１の誘電体フィルム
３１Ａ 第１の主面
３１Ｂ 第２の主面
３２、１３２ 第２の誘電体フィルム
３２Ａ 第３の主面
３２Ｂ 第４の主面
４１、１４１ 第１の金属層
４２、１４２ 第２の金属層
５１、１５１ 第１の外部電極
５２、１５２ 第２の外部電極
６１ 第１の隙間
６２ 第２の隙間
Ｌ１ 第１の隙間の積層方向における幅
Ｌ２ 第１の隙間の幅方向における幅
Ｍ１ 第２の隙間の積層方向における幅
Ｔ 積層方向
Ｗ 幅方向
１０、１１０ 積層体
２１、１２１ 第１の金属化フィルム
２２、１２２ 第２の金属化フィルム
３１、１３１ 第１の誘電体フィルム
３１Ａ 第１の主面
３１Ｂ 第２の主面
３２、１３２ 第２の誘電体フィルム
３２Ａ 第３の主面
３２Ｂ 第４の主面
４１、１４１ 第１の金属層
４２、１４２ 第２の金属層
５１、１５１ 第１の外部電極
５２、１５２ 第２の外部電極
６１ 第１の隙間
６２ 第２の隙間
Ｌ１ 第１の隙間の積層方向における幅
Ｌ２ 第１の隙間の幅方向における幅
Ｍ１ 第２の隙間の積層方向における幅
Ｔ 積層方向
Ｗ 幅方向
Claims (4)
- 誘電体フィルムの主面上に金属層が設けられた金属化フィルムを含むフィルムが積層方向に積層された積層体と、
前記積層方向と直交する幅方向における前記積層体の端面上に設けられ、前記金属層と接続された外部電極と、を備え、
前記誘電体フィルムは、互いに対向する第１の主面及び第２の主面を有する第１の誘電体フィルムと、互いに対向する第３の主面及び第４の主面を有する第２の誘電体フィルムと、を含み、
前記第１の誘電体フィルム及び前記第２の誘電体フィルムは、各々、熱硬化性樹脂を主成分として含有し、
前記金属層は、前記第１の誘電体フィルムの前記第１の主面上に設けられた第１の金属層と、前記第１の誘電体フィルムの前記第２の主面及び前記第２の誘電体フィルムの前記第３の主面の一方の主面上に設けられた第２の金属層と、を含み、
前記外部電極は、前記幅方向における前記積層体の一方の端面上に設けられ、前記第１の金属層と接続された第１の外部電極と、前記幅方向における前記積層体の他方の端面上に設けられた第２の外部電極と、を含み、
前記金属化フィルムは、前記第１の誘電体フィルムの前記第１の主面上に前記第１の金属層が設けられた第１の金属化フィルムを含み、
前記積層体の一方の端面には、１枚分の前記第２の誘電体フィルムを挟んで前記積層方向に隣り合う前記第１の金属化フィルムの間に第１の隙間が設けられている領域と、１枚分の前記第２の誘電体フィルムを挟んで前記積層方向に隣り合う前記第１の金属化フィルムの間に第２の隙間が設けられている領域とが存在し、
前記第１の隙間の前記積層方向における幅は、前記第２の誘電体フィルム及び前記第２の金属層の合計厚みよりも大きく、
前記第２の隙間の前記積層方向における幅は、前記第２の誘電体フィルム及び前記第２の金属層の合計厚み以下であり、
前記第１の外部電極は、前記第１の隙間において前記第２の隙間よりも前記第２の外部電極側に入り込んでおり、かつ、前記第２の金属層及び前記第２の外部電極と接続されていない、ことを特徴とするフィルムコンデンサ。 - 前記第１の隙間は、前記積層体を前記幅方向に貫通していない、請求項１に記載のフィルムコンデンサ。
- 前記積層方向に隣り合う前記第１の金属化フィルムにおける前記第１の外部電極側の端部の少なくとも一方は、前記第１の隙間が設けられるように曲がっている、請求項１又は２に記載のフィルムコンデンサ。
- 前記積層体は、前記フィルムが前記積層方向に積層された状態で巻回された巻回体である、請求項１～３のいずれかに記載のフィルムコンデンサ。
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