JPH02222130A - 金属化有機フィルムコンデンサおよびその製造方法 - Google Patents

金属化有機フィルムコンデンサおよびその製造方法

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JPH02222130A
JPH02222130A JP1042232A JP4223289A JPH02222130A JP H02222130 A JPH02222130 A JP H02222130A JP 1042232 A JP1042232 A JP 1042232A JP 4223289 A JP4223289 A JP 4223289A JP H02222130 A JPH02222130 A JP H02222130A
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vapor
film
face
electrode
electrodes
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JP1042232A
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Michiharu Kamiya
三千治 神谷
Minoru Kikuchi
稔 菊地
Shuji Otani
修司 大谷
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電子機器、電気機器に用いられる金属化有機
フィルムコンデンサとその製造方法に関する。
従来の技術 近年、電子、電気部品は、小型化、軽量化、高性能化、
低コスト化が強く要望されており、フィルムコンデンサ
においても例外ではなく、そのために盛んに開発が行な
われている。
フィルムコンデンサを小型化するには、薄くテしかも蒸
着などによって金属化されたフィルムを用いれば良いこ
とは明らかであるが、薄い金属化フィルムを用いて、し
かも寸法的に小型のコンデンサを製造する場合、蒸着電
極から端面電極へ、蒸着電極引出しを行う工法が極めて
難しくなってく る。
従来、一般的にはたとえば第8図に示すように、上下2
枚−組の金属化フィルム1.A、IBを、それぞれ蒸着
電極2A、2Bを誘電体フィルム3A、 3Bの片面の
、幅方向の一端側に設置した長さ方向の所定幅の非金属
化部3a、3bを除く部分に設けて形成し、かつそれら
を上下に、非金属化部3a 、 3bを幅方向の互いに
反対側に配置するとともにその側端部を内側に位置する
ようにずらして重ね、これを複数組積層してコンデンサ
要素4を形成し、このずらし部分La、Lbによって生
じる露出蒸着面2a 、 2bに、金属溶射法などで形
成した端面電極5a、5bを接触させて蒸着電極2A、
2Bと接続していた。
しかし、この上下の金属化フィルムIA、 IBO側端
部におけるずらし部分La 、 Lbは、金属化フィル
ムIA、1.Hの積層もしくは巻回工程において、すら
しの位置を精度よく合わせるために、どうしてもある程
度の大きさをもって設けなければならない。
このずらし部分La、Lbの大きさは、フィルム幅方向
の大きさで少なくとも0.1〜0.2mm以上、好まし
くは03謳以」二必要であり、そしてずらし部分La 
、 Lbは当然、静電容量に寄与しないため、コンデン
サの小型化を考えた場合、不利である。また上下の金属
化フィルムIA、IBの側端部を互いにずらしながら積
層または巻回を行なわなければならず、量産性は低い。
発明が解決しようとする課題 そこで最近、たとえば第2図に示すような、複数のコン
デンサ要素が形成できるように、フィルム長さ方向に延
びる非金属化溝部6を複数条設けた広幅金属化フィルム
IA、IBを積層もしくは巻枠7に巻回した後に、個別
のコンデンサ要素4に切の5 断しtコ(第4図)、各コンデンサ要素4の金属化^ フィルム]、A、IBの誘電体フィルム3A、3Bの両
端面を化学的に選択的に除去し、蒸着電極2A、2Bを
露出させて露出蒸着面2a 、 2bを形成して蒸着電
極引出し端面4a、4bとしく第5図)、端面電極5a
、5bと接続する方法が提案されている。
この工法は、積層もしくは巻回時に上下の金属化フィル
ムの側端部のずらしなどの必要がなく、量産性に優れて
おり、また、蒸着電極2A、2Bと端部電極5a、5b
とのコンタクトを得るために行なわれるフィルム選択的
除去は、金属化フィルムを積層もしくは巻回した後に行
なわれるために、非常に小さな幅で、精度よく行うこと
ができ、小型化の点で非常に優れた方法である。
しかしながら、上記方法を用いて金属化フィルムコンデ
ンサを製造する場合、誘電体フィルムの端面を化学的に
選択除去する工程で、フィルム選択的除去を十分行なわ
ない場合、第6図に示すように、端面電極5a 、 5
bと蒸着電極2A、2Bのコンタクト不足によって、コ
ンデンサにかかるわずかな曲げやたわみや、あるいはコ
ンデンサの充放電時などでコンタクトに大電流が突入し
たとき、コンタクトが不安定になったり、はずれて誘導
正接特性が不良になったり、容量減少になる場合があっ
た。
そこで、フィルム選択的除去を十分に行えば、形成され
る蒸着電極引出し端面4a、4bにおいて、第7図に示
すように金属化フィルムIA、、IBの層間8で除々に
選択的除去が進み、誘電体フィルムに密着した露出蒸着
面2a 、 2bが第6図の露出蒸着面2a 、 2b
に比べ多くなり、この誘電体フィルムに密着した露出蒸
着面2a 、 2bと端面電極5a 、 5bとの接触
面積が増大することにより、より強いコンタクトを得る
ことができる。ここで第7図などに示されるような、蒸
着電極引出し端面4a、4bの形状になりやすいのは、
金属化フィルムLA、IBを積層または巻回した場合、
第4図に示すように金属化フィルム]、A、IBの蒸着
電極2A、2Bと誘電体フィルム3A、3Bとは密着性
が非常に良いのに対し、金属化フィルムiA、IBの層
間8の密着が特に両端部であ↓り良くないことから、こ
の金属化フィルムIA。
]Bの層間8の端部から徐々にフィルム選択的除去が行
なわれることによる。
しかしながら、上記のように、選択的除去の処理時間を
長くすることは、量産性、コストにとって大きな問題で
あり、特に選択的除去されにくい誘電体フィルム材料の
場合なおさらである。誘電体フィルム材料によっては、
蒸着電極2A、2Bと端部電極5a、5bとの良好なコ
ンタクトを得るのに、6時間以上の選択的除去の処理時
間を要する場合もある。また、第7図に示すように金属
化フィルムIA、 IBの層間8への、端面電極5a 
、 5bの侵入9によるコンデンサの短絡が生じるおそ
れもある。
上記のようなコンタクト性の問題は、端面電極5a、5
bがコンデンサの構造上、またはその使用条件により、
最低0.2mm以上、一般的には0.3M以上の膜厚を
有する必要性から、はとんどのフィルムコンデンサでメ
タリコンと称する金属溶射法による端面電極を形成する
ことから生ずる。この金属溶射法はフィルムコンデンサ
にとって非常に優れた端面電極形成法であるが、メタリ
コンはその形成過程」−1一般に半溶融状態の金属を空
気中で被着体に吹きつけるため、3次元的な形状に沿っ
て付与させることは難かしく、また第7図に示すように
誘電体フィルム3A、3Bから遊離した蒸着電極2A。
2Bの端縁部10は折れるなどしてコンタクトにほとん
ど寄与しない。その上、メタリコンは、蒸着金属との機
械的接触によって電気的導通を得ることから、電気的導
通を良くするには、誘電体フィルム3A、3Bに密着し
た蒸着電極2A、2Bとの接触面積を大きくしなければ
ならないことは明らかであムこれらのことから、上記の
方法を用いて蒸着電極2A、213と端面電極5a、5
bとのコンタクトを得る方法は、フィルム選択的除去が
不十分であった場合、コンタクト性が不良であったり、
逆に選択的除去を十分に行うことで量産性やコストが問
題になったり、金属化フィルムIA、 IBの層間8へ
の端面電極5a、5bの侵入によるコンデンサの短絡が
生じる場合があることがわかった。
本発明は上記従来の課題を解決するもので、蒸着電極と
端面電極との実質的な接触面積が増して、良好なコンタ
クト性を有し、量産性が高く、コストが安く、端面電極
の侵入による故障のない金属化有機フィルムコンデンサ
およびその製造方法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の金属化有機フィルム
コンデンサは、コンデンサ要素の両端面の誘電体フィル
ムを化学的に選択的除去して形成した蒸着電極引出し端
面の形状に沿って、蒸着電極と親和性を有し上下で交互
に電気的に完全に接続されている0、5μm以下の膜厚
の端面導電膜を介して、端面電極が形成された構造を有
していることを特徴とするものである。
才だ本発明の金属化有機フィルムコンデンサの製造方法
は、たとえば複数のコンデンサ要素を有する蒸着電極と
誘電体フィルムの巻回体もしくは積層体を、各コンデン
サ要素の蒸着電極引出し端面となる位置で切断し、得ら
れたコンデンサ要素の両端面の誘電体フィルムに、反応
性ガスを接触させて化学的に選択的除去して蒸着電極引
出し端面を形成する工程と、前記蒸着電極引出し端面に
、その形状に沿って蒸着電極と親和性を有する0、57
1m以下の膜厚の端面導電膜を形成する工程およびその
後前記端面導電膜を介して端面電極を形成する工程とを
含むことを特徴とするものである。
作   用 上記構成により、蒸着電極と親和性を有し電気的に完全
な接続がなされ、しかも誘電体フィルムが選択的除去さ
れた蒸着電極引出し端面の形状に沿って形成された05
μm以下の膜厚の端面導電膜を介して端面電極を形成す
ることで、誘電体フィルムに密着した蒸着電極の露出部
分の面積が実質的に増え、かつ端面電極と蒸着電極との
接触面積が増大し、そのため蒸着電極と端面電極のコン
タクトが良好となり、機械的、電気的衝撃に対しても安
定な特性を有する金属化有機フィルムコンデンサを得る
ことができる。
実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。なお従来例の場合と同一部材には同一符号を付
した。
第1図は、本発明の一実施例における積層形の金属化有
機フィルムコンデンサの概略断面図である7、第1図に
示す金属化有機フィルムコンデンサにおいて、」1下に
重ねた2枚の金属化フィルムIA。
1Bが、それぞれ蒸着電極2A、2Bを、真空蒸着法に
より有機材料からなる誘電体フィルム3A、3Bの片面
(」二面)に、上下で互いに幅方向の反対側の側端部に
非金属化部32 、31)を残して設けて形成され、そ
の2枚の金属化フィルムIA、IBの組を複数組積層し
て形成したコンデンサ要素4の両側の端面に、誘電体フ
ィルム3A、3Bを一部選択的に除去することにより形
成した蒸着電極引出し端面4a、4bの形状に沿って膜
厚0511m以下の端面導電膜1l−ajlbをスパッ
タリング法または真空蒸着法などにより形成し、この端
面溝N V ] 1 a 、 ] 1 bを介して端面
電極5a。
5bを金属溶射により形成して接続しており、非常に良
好なコンタクトを確保している。
以下、本発明の一実施例について具体的に説明する。
誘電体フィルム3A、3Bとなる厚さ3μn1の広幅の
ポリエチレンテレククレート(PE”l’)フィルムの
片面上に、蒸着電極として厚さ500へのアルミニウム
を真空蒸着法により形成して広幅金属化フィルムIA、
IBを得た。この広幅金属化フィルム■A 、 ■Hの
上には、長さ方向に延びる平行な複数条の所定幅の非金
属化溝部6Arifr定間隔で、マスキング法により設
けた。この広幅金属化フィルムの2枚IA 、 IBを
、第2図に示すように非金属化溝部6の位置を隣り合う
2本の非金属化溝部間の間隔の1/2ずらしで重ねて平
板状のボビン7に巻取り、加熱しながらプレスした後、
ボビン7がら切断、分離して、第3図に示すような、−
個の金属化有機コンデンサとするコンデンサ要素4を複
数有している積層体]2を得た。この積層体12を、各
コンデンサ要素4の電極引出し端面となる位置(第3図
に破線M1゜M2で示ずように非金属化溝部6のほぼ中
央部分)で切断して、第4図に示すようなコンデンサ要
素4を得た。このようにして得たコンデンサ要素4の両
端面に、酸素を高周波電界によって電離して得られる反
応性の錫いガヌを反応させて、誘電体フィルム3A 、
 3BであるPETフィルムの選択的除去を行っtコ。
第5図に示すように、形成した蒸着電極引出し端面4’
a、4bの部分の蒸着電極2A、2Bの露出蒸着mi 
2a 、2b (D ツき出し長さNa、Nbカ約10
μmになっ1こところで、選択的除去を終了した。その
後、スパッタリング装置を用いて、蒸着電極引出し端面
4a 、4bに約500人の銅蒸着を行い端面導電膜1
 ] a 、 1 ]、 bを形成したのら、亜鉛を金
属溶射法により蒸着電極引出し端面4a 、4bに形成
した端面導電膜11 a 、 1. ]、 bに吹付け
て端面電極5a、5bを形成して、金属化有機フィルム
コンデンサを得た。
この金属化有機フィルムコンデンサの切断面を観察する
と、第1図に示すように端面溝m膜11111bが蒸着
電極引出し端面4a、i、bの形状に沿って形成すると
ともに、前記端面導電膜112.11bを介して端面電
極5a、5bが形成し良好なコンタクトを保持していた
比較例A 上記実施例で用いたものと同様のコンデンサ要素4を用
いて、端面導電膜]、 1 a 、 1 ]、 bを形
成する工程を除くほかは、すべて実施例と同じ工程によ
り処理して金属化有機フィルムコンデンサを得た。
この比較例Aの金属化有機フィルムコンデンサの切断面
を観察すると、第6図に示すように端面導電膜がなく、
蒸着電極2A、2Bに直接端面電極5a5b が接続さ
れていた。
比較例B 上記実施例で用いたのと同様のコンデンサ要素4を用い
て、誘電体フィルム3A 、 3BであるPETフィル
ムの選択的除去を、第5図に示す蒸着電極引出し端面4
.a、4.b の部分の蒸着電極2A、2Bの露出蒸着
面2a、2bのつき出し長さNa 、Nbが約30μm
になるまで行い、そのほかは上記の比較例Aと同じ工程
により処理して金属化有機フィルムコンデンサを得た。
この比較例Bの金属化有機フィルムコンデンサの切断面
を観察すると、第7図に示すように露出蒸着面2a、2
bが広がっており、また、金属化フィルム層間8へ端面
電極5a 、 5bの亜鉛の一部が侵入りしているコン
デンサもいくつか観察された。
比較例C(従来例) 上記実施例で用いたのと同様の広幅金属化フィルムIA
、IB  を用い これをそれぞれ各非金属化溝部6の
中央で切断して金属化フィルムIA 、 IBとし、こ
の金属化フィルムIA、IB を第8図に示すように幅
方向にずらして側端部のずらし部分La−、Lbを0.
2 酊として積層してコンデンサ要素4を作製し、この
コンデンサ要素4の両端面上j己実ハ 施例と同様にして端面電極5a、5b を形成して金属
化有機フィルムコンデンサを得た。この比較例Cの金属
化有機フィルムコンデンサの切断面は第8図に示すとお
りであった。
以上のようにして得tこ本実施例と各比較例の金属化有
機フィルムコンデンサを、充放電試験に供し、初期値に
対する容量偏差(%)を求めた。この充放電試験は、第
9図に示す電気結線図における直流電源]3とリレー1
4で、試料15に充電および放電を交互に行なわせた。
なお、試料のコンデンサ容量は01μFで、充放電回数
は100回行っ1こ。
その結果は第10図(a)に示すように、本実施例の金
属化有機フィルムコンデンサは、端面導電膜11a、1
1bの存在により蒸着電極2A 、 2Bと端面電極5
a 、5bとのコンタクトが強く、誘電体フィルムの選
択的除去を同程度に行った比較例Aの金属化有機フィル
ムコンデンサよりも数段コンタクト性が強く、選択的除
去をより長く行った比較例Bや金属化フィルムIA 、
 IBをずらして積層する方法で得られた比較例Cの各
金属化有機フィルムコンデンサと同等か、やや優れてい
る。
また、本実施例と各比較例の金属化有機フィルムコンデ
ンサの端面電極間に、0.3 K9f、4の圧縮荷重を
負荷したところ、第10図(blに示すように本実施例
と比較例BおよびCの全品ともにコンデンサ特性の劣化
は認められなかったが、比較例Aではほとんどの試料で
誘電正接の異常(tanδ〉0.8%;1kHz)が認
められた。
以上のように、本実施例の金属化有機フィルムコンデン
サおよびその製造方法においては、コンデンサ要素4の
両端面での誘電体フィルム選択的除去のあとに、形成さ
れた蒸着電極引出し端面の形状に沿って、しかも蒸着電
極2A、2Bと電気的に完全に接続された端面導電膜1
1a、11bを形成しtこことにより、前記誘電体フィ
ルム選択的除去工程の処理時間が同等であれば、よりコ
ンタクトが良好で、金属化フィルム/1rfi18への
メタリコン侵入がなく、前記誘電体フィルム選択的除去
工程の時間の短縮化が可能であることがわかる。また金
属化フィルムLA、、IBをずらして積層して形成する
従来の方法に比較して、それらの静電容量に寄与しない
無駄となる部分の大きさを小さくできることにより小型
化でき、さらに広幅金属化フィルムIA、IBを巻取る
方法を用いることができるので量産性に優れている。
なお、本実施例では有機材料からなる誘電体フィルム3
A、3BとしてPETフィルムを、蒸着電極2A 、2
Bとしてアルミニウムを真空蒸着したものを、端面電極
5a、5bとして亜鉛を金属溶射して形成したものをそ
れぞれ用いたが、本発明の材料および蒸着電極と端面電
極の形成法はこれに限るものでなく、金属化有機フィル
ムコンデンサで用いられる材料および蒸着電極2A、2
Bと端面電極5a、5bの形成方法は、いずれも用いる
ことができる。また0、5μm以下の膜厚の端面導電膜
11a、11bについては、スパッタリング装置を用い
て銅を蒸着電極引出し端面sa 、4bに蒸着を行った
が、本発明の材料・形成法はこれに限るものでなく、一
般的な金属材料および蒸着電極と親和性を持たせること
ができ、誘電体フィルム選択的除去後の端面形状に沿っ
て製膜可能な、真空蒸着法・化学的気相成長法(CVD
)などの物理的・化学的製膜方法を用いることができる
。金属化有機フィルムコンデンサの構造としては、本実
施例に示した積層形に限るものではなく右同形のコンデ
ンサに対しても本発明は同じ効果を示すことができる。
さらに、金属化フィルムの構造も本実施例で示した片面
金属化フィルムに限るものではなく、両面金属化フィル
ムおよび金属化フィルムの少なくとも片面に誘電体を形
成した複合フィルムを用いても同じ効果を示すことがで
きる。
本発明はまた、一般的なフィルムコンデンサに限るもの
ではなく、蒸着電極(または薄膜電極)と誘電体フィル
ムとを、ドライプロセスまたはウェットプロセスなどの
精密プロセスを用いて、交互に積゛層したような特別な
金属化有機フィルムコンデンサであっても、本発明の目
的から何らはずれるものではない。さらにこの場合、蒸
着電極(または薄膜電極)と誘電体フィルムとの密着が
通常全ての層間で非常に良くて第4図に示すような金属
化フィルム層間8が現出しにくいため、誘電体フィルム
選択的除去による露出蒸着面の形成か難しく、蒸着電極
(薄膜電極)と端面電極との実質的な接触面積を増大さ
せるのに本発明はより有用である。また、誘電体フィル
ムの選択的除去方法も本実施例の方法に限るものではな
く、たとえばフッ素、水素などを活性化して反応性を高
めたガスなどを用いることができる。
発明の効果 本発明の金属化有機フィルムコンデンサは、コンデンサ
要素の両端面での誘電体フィルム選択的除去のあとに、
新らたに形成され1こ蒸着電極引出し端面の形状に沿っ
て、しかも、蒸着電極と親和性を有し電気的に完全に接
続された05μm以下の端面導電膜を介して端面電極が
形成された構造なので、蒸着電極と端面電極とのコンタ
クトを極めて良好に保つことができ、小型で、かつ電気
的・機械的衝撃に対しても安定な特性を有する。
また1本発明の金属化有機フィルムコンデンサの製造方
法は、コンデンサ要素の両端面での誘電体フィルム選択
的除去のあとに、新らたに形成された蒸着電極引出し端
面の形状に沿って、しかも、蒸着電極と親和性を有し電
気的に完全に接続した05μm 以下の膜厚の端面導電
膜を介して端面電極を形成するので、端面電極と蒸着電
極との実質的な接触面積が増大し、誘電体フィルム選択
的除去、工程の処理時間の短縮が可能で、電気的・機械
的衝撃に対して安定な特性を有し、金属化フィルム15
へのメタリコン侵入のない、小型の金属化有機フィルム
コンデンサを量産性良く生産することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における積層形の金属化有機
フィルムコンデンサの概略断面図、第2図は同金属化有
機フィルムコンデンサの製造の際の広幅金属化フィルム
のボビンへの巻取状態を示す概略斜視図、第3図は第2
図に示すように巻取った広幅金属化フィルムをボビンか
ら分離して得1こ積層体の概略断面図、第4図は第3図
に示す積層体の切断後のコンデンサ要素の概略断面図、
第5図は第4図に示すコンデンサ要素の両端面の誘電体
フィルムを選択的除去して蒸着電極引出し端面を形成し
た状態の概略断面図、第6図は比較例Aの金属化有機フ
ィルムコンデンサの概略断面図、第7図は比較例Bの金
属化有機フィルムコンデンサの概略断面図、第8図は比
較例C(従来例)の金属化有機フィルムコンデンサの概
略断面図、第9図は充放電試験の電気結線図、第10図
(a) ’+ (blは実施例および各比較例の金属化
有機フィルムコンデンサの充放電試験の結果を示す図で
あり、(a)は初期値に対する容量偏差(%)を示し、
(b)は誘電正接tanδ(%)を示す。 IA、IB・・・広幅金属化フィルム、IA、IB・・
・金属化フィルム、2A、2B・・・蒸着電極、3A、
3B・・・誘電体フィルム、4・・・コンデンサ要素、
4aI4b・・・蒸着電極引出し端面、5a 、5b・
・・端面電極、1−:+、a、 o、b・・・端面導電
膜。 第 図 第7図 第1 図 第2図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.有機材料からなる複数の誘電体フィルムと複数の蒸
    着電極とを、前記誘電体フィルムの少なくとも1層と1
    層との間に前記蒸着電極の1層を配置し重ねて積層また
    は巻回して形成したコンデンサ要素と、このコンデンサ
    要素の両端面の誘電体フィルムを選択的に除去して設け
    た蒸着電極引出し端面に、その形状に沿って形成した膜
    厚が0.5μm以下で前記蒸着電極の一端部と接続した
    端面導電膜およびこの端面導電膜を介して配設した端面
    電極とを備えたことを特徴とする金属化有機フィルムコ
    ンデンサ。
  2. 2.有機材料からなる複数の誘電体フィルムと複数の蒸
    着電極とを、前記誘電体フィルムの少なくとも1層と1
    層との間に前記蒸着電極の1層を配置し重ねて積層また
    は巻回して形成したコンデンサ要素の両端面に、反応性
    のガスを接触させて誘電体フィルムを選択的に除去して
    蒸着電極引出し端面を形成する工程と、前記蒸着電極引
    出し端面に、その形状に沿って蒸着電極と親和性を有す
    る0.5μm以下の膜厚の端面導電膜を形成する工程お
    よび前記端面導電膜を介して端面電極を形成する工程と
    を含むことを特徴とする金属化有機フィルムコンデンサ
    の製造方法。
  3. 3.有機材料からなる複数の広幅の誘電体フィルムと複
    数の蒸着電極とを、積層または巻回して形成した複数の
    コンデンサ要素を有する積層体もしくは巻回体を、各コ
    ンデンサ要素の蒸着電極引出し端面となる位置で切断し
    て複数のコンデンサ要素とする工程と、各コンデンサ要
    素の端面に、反応性のガスを接触させて誘電体フィルム
    を選択的に除去して蒸着電極引出し端面を形成する工程
    と、前記蒸着電極引出し端面に、その形状に沿って蒸着
    電極と親和性を有する0.5μm以下の膜厚の端面導電
    膜を形成する工程および前記端面導電膜を介して端面電
    極を形成する工程とを含むことを特徴とする金属化有機
    フィルムコンデンサの製造方法。
JP1042232A 1989-02-22 1989-02-22 金属化有機フィルムコンデンサおよびその製造方法 Pending JPH02222130A (ja)

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