JPH0461485B2 - - Google Patents

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フ
イルムコンデンサの製造方法に関する。

従来の技術 近年、電子機器、電気機器の小型化、薄型化お
よび高密度化に伴い、電子部品のチツプ化および
面実装化が進展しつつあり、コンデンサにおいて
は、チツプ型のセラミツクコンデンサ、固体電解
コンデンサ等が市場に普及している。しかし、フ
イルムコンデンサにおいては実用化に至つていな
い。その主な理由は、フイルムコンデンサに使用
され誘電体がポリエチレンテレフタレート（以下
PETと称す）、ポリプロピレン（以下PPと称す）
などの有機高分子材料であり、セラミツクコンデ
ンサや固体電解コンデンサに使用される無機材料
にくらべて耐熱性が低いため、チツプコンデンサ
に要求されるはんだ付け時の耐熱性を充分に満足
することができないからである。

しかしながら、近年、耐熱性が高く、しかも低
誘電損失で、比誘電率の温度依存性が低いポリフ
エニレンサルフアイドフイルム（以下PPSと称
す）が開発され、チツプフイルムコンデンサ用誘
電体として注目されている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、従来のPPSフイルムコンデンサ
は、はんだ耐熱性試験時にフイルムに熱による収
縮がおこり、静電容量の減少や、ばらつきが起つ
た。また、金属化PPSフイルムコンデンサでは同
じくはんだ耐熱性試験時に、PPSフイルム上に設
けられた蒸着金属と、リード線引出しのための金
属溶射による電極部（以下メタリコン部と称す。）
との接触が損なわれて誘電損失が増大、あるいは
断線不良が発生する問題があつた。

本発明は、上記不良の原因が、はんだ耐熱試験
時にうける220〜270℃の熱によつて、PPSフイル
ムが熱収縮することにあり、これを防ぐことによ
つて、PPSフイルムコンデンサのはんだ付け時の
静電容量の低下、ばらつき、および誘電損失の増
大、断線不良を低減し、従来最も大きな問題であ
つたはんだ耐熱性の良好なチツプ型のPPSフイル
ムコンデンサを提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 PPSフイルムコンデンサの耐熱性と、PPSフイ
ルムの密度、および熱処理条件を種々検討した結
果、これらの間に一定の関係があることが判明し
た。すなわちPPSフイルムもしくは、PPSフイル
ムコンデンサ素子を180℃〜270℃の温度で熱処理
することにより、PPSフイルムの密度を1.345〜
1.370ｇ／cm³にすることで、PPSフイルムコンデ
ンサのはんだ耐熱性が向上することが判明した。

前記目的を達成するため、本発明のフイルムコ
ンデンサの製造方法は、PPSフイルムの密度が、
1.345〜1.370ｇ／cm³になるまで熱処理を行う工程
を含んでいる。

作 用 チツプ型フイルムコンデンサが通常のデイツプ
法またはリフロー法によりはんだ付けされる時
に、コンデンサ内部のフイルムがうける熱は、お
よそ210〜260℃である。本発明によるPPSフイル
ムコンデンサは、180〜270℃（真空中では280℃
まで）の温度で熱処理することでPPSフイルム密
度が、1.345〜1.370ｇ／cm³まで高められているの
で、前記210〜260℃での温度範囲のフイルムの熱
収縮が従来のPPSフイルムより低く抑えられてい
る。したがつて静電容量の低下、ばらつき、およ
び誘電損失の増大、断線不良等を起すことなく、
はんだ耐熱性にすぐれたチツプ型のフイルムコン
デンサとなることができる。

実施例 前記したように、熱処理条件とPPSフイルム密
度、およびPPSフイルムコンデンサの耐熱性には
相関がある。すなわち、熱処理温度を高くするほ
ど、また時間を長くするほどPPSフイルムの密度
は高くなりコンデンサの耐熱性が向上した。

従来の熱処理前のPPSフイルムは密度は約1.34
ｇ／cm³であるがこれを180℃以上の温度で熱処理
により密度を上げていくと、1.345ｇ／cm³以上か
らはんだ耐熱性に効果が現われ始め、1.349ｇ／
cm³以上で更にその効果が顕著となつた。

しかしながら、温度に対しては限界が存在する
こともわかつた。すなわち、270℃以上の温度で
の熱処理では、PPSフイルムの酸化による劣化が
おこり、コンデンサの絶縁抵抗の低下、耐電圧の
低下、および誘電損失の増大をまねく。

但し、真空中では酸化による劣化が抑制される
ためさらに温度を280℃まで上げることができる
が、それ以上は熱変形等が発生するため、280℃
が限界となる。

以上の熱処理条件を検討した結果、PPSフイル
ムの酸化劣化や熱変形等のない範囲での最適の条
件で熱処理を行つたとき、PPSフイルムの密度
は、1.370ｇ／cm³に達し、最高のはんだ耐熱性を
示した。しかしながら、はんだ付け条件が特に厳
しい条件以外では、ここまで密度を上げる必要は
なく、目標とする耐熱性と、製造上の必要経費を
考慮して必要十分な熱処理を施せばよい。

また、熱処理は単一温度だけで行う必要はな
く、複数の温度、時間条件を組合わせて行つても
よいし、時間に伴つて温度を上昇させていく方法
でもよい。特に時間に伴つて温度を上昇させる方
法は、その最高到達温度のみで行う方法より、熱
経費を下げられるうえ、耐熱性もほとんど差がな
く良好になる。

なお、前記フイルム密度の値は、フイルムコン
デンサ素子より微小片を切り取り、この密度を測
定し、その値から蒸着金属のまたは箔電極の重量
分さしひいて求めた。

以下、本発明の具体的実施例について説明す
る。

（実施例 １） 巻回型片面金属化フイルムコンデンサの例につ
いて述べる。厚さ4μm，幅4.5mmの１対の片面ア
ルミニウム蒸着PPSフイルムを、いわゆるずらし
巻きを行つて巻回した後、125℃の加熱プレスを
行つて偏平形状とし、両端面に亜鉛（第１層）お
よびスズ（第２層）を金属溶射してメタリコン電
極を設けてコンデンサ素子とした。第１図は巻回
値時の素子を展間した斜視図で、第２図はメタリ
コン部を設けたコンデンサ素子を示す。以上のよ
うにして得たコンデンサ素子を、熱風循環式恒温
槽中で240℃、５時間の熱処理を行つた。その後
メタリコン部に金属板状電極を溶接し、エポキシ
樹脂によるモールド外装した後、金属板状電極を
切断し、外装に沿つて折り曲げ加工してチツプ型
コンデンサとした。第３図にその外観図を示す。
図において、１は片面金属化PPSフイルム、２は
巻回した素子本体、３は偏平に加工しメタリコン
電極４を形成したコンデンサ素子、５はコンデン
サ本体、６は金属板状電極である。

このようにして完成したチツプ型コンデンサ10
個を260℃、５秒間溶融はんだ槽に浸積し、その
前後の特性の比較を行つた。その結果を第７図ａ
〜ｃに示す。なお比較例として、熱処理を行わな
いコンデンサを同じはんだ耐熱試験に供した結果
を同時に示す。

次に、本実施例で作製したチツプ型コンデンサ
と前記比較例10個ずつを125℃の恒温槽中で、
125Vの直流電圧を印加して、高温負荷試験に供
した。その結果を第９図ａ〜ｃに示す。

（実施例 ２） 次に積層型の金属化PPSフイルムコンデンサの
例について述べる。厚さ4μm、幅4.5mmの一対の
片面アルミニウム蒸着して得た金属化PPSフイル
ムを、ずらし巻きにより、大きな外周をもつ円筒
状のボビンに巻取る。その後、両端面に亜鉛（第
１層）およびスズ（第２層）を金属溶射しメタリ
コン電極を設けてコンデンサ素体とした。第４図
は円筒状ボビンへの巻取る状態を示す斜視図で、
７は巻回物である。第５図はメタリコン電極４を
設けたコンデンサ素体８を示す。以上のようにし
て得たコンデンサ素体を熱風循環式恒温槽中で
250℃、２時間の熱処理を行つた。熱処理したコ
ンデンサ素体を切断のこにより切断して第６図の
ようにコンデンサ素子９とした。その後、実施例
１と同様の後半工程にてチツプ型コンデンサとし
た。

このようにして完成したチツプ型コンデンサ10
個を、実施例１と同様のはんだ耐熱試験、並びに
高温負荷試験に供した。その結果をそれぞれ第８
図ａ〜ｃ、第１０図ａ〜ｃに示す。なお比較例と
して、熱処理を行わず作製したコンデンサ10個を
同じ試験に供した。

以上のようにして完成した本発明のコンデンサ
は、第７図、第８図に示すように、はんだ耐熱試
験において、絶縁抵抗、静電容量、誘電損失につ
いて異常が全く認められないうえに、従来の熱処
理を行わないコンデンサより優れたはんだ耐熱性
を示した。特に積層型フイルムコンデンサにおい
ては、フイルムの熱収縮がコンデンサ特性に与え
る影響が大きいため、本発明の効果が大きかつ
た。また、第９図、第１０図に示すように、高温
負荷試験においては、絶縁抵抗、静電容量、誘電
損失ともに正常な傾向を示し、実用上問題がない
ことが確認できた。

なお実施例では、メタリコン電極を施した後、
熱処理を行つたが、これは巻回もしくは積層した
後に行つてもよく、また、PPSフイルム原反に施
してもよい。また、コンデンサの構成は、実施例
のほかに両面金属化PPSフイルムの巻回型、積層
型でも、あるいは両面金属化PPSフイルムの少な
くとも片面に耐熱性の誘電体層を形成した複合フ
イルムを用いた巻回型、積層型コンデンサでも、
あるいは非金属化PPSフイルムと金属箔を合わせ
て巻回するタイプのコンデンサでもよい。また、
外装方法も、実施例の他、耐熱性のある熱可塑性
樹脂（たとえばPPSなど）を用いた射出成型法等
でもよい。また、はんだ付け方法は実施例で述べ
たはんだデイツプ法に限られるものでなく、リフ
ロー法、ベーパーソルダリング法、レーザーソル
ダリング法等、種々のはんだ付け法に対応でき
る。

発明の効果 以上のように本発明は、PPSフイルムの密度
が、1.345〜1.370ｇ／cm³になるまで熱処理を行う
工程を含むことにより、PPSフイルムコンデンサ
のはんだ耐熱性を向上させることができ、実用上
ほどんどのはんだ付け法（はんだデイツプ法、リ
フロー法など）に対応できるようになり、フイル
ムコンデンサの面実装化に対して極めて大きな効
果をもたらし、工業的に著しい効果をもたらすも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるフイルムコン
デンサにおいて片面金属化フイルムを示す斜視
図、第２図は同じく巻回型コンデンサ素子を示す
斜視図、第３図は同じくモールド外装したコンデ
ンサの斜視図、第４図は本発明の他の実施例にお
いて片面金属化フイルムを大きな外周をもつボビ
ンに巻取る状態を示す斜視図、第５図は同じくメ
タリコン電極を設けたコンデンサ素体を示す斜視
図、第６図は同じく積層型コンデンサ素子の斜視
図、第７図、第８図はそれぞれ本発明の各実施例
のはんだ耐熱試験結果を示す特性図、第９図、第
１０図はそれぞれ本発明の各実施例の高温負荷試
験結果を示す特性図である。 １……片面金属化PPSフイルム、２……巻回し
た素子本体、３……コンデンサ素子、４……メタ
リコン電極、８……コンデンサ素体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 誘電体としてポリフエニレンサルフアイドフ
   イルムを用い、前記ポリフエニレンサルフアイド
   フイルムの密度が1.345〜1.370ｇ／cm³になるまで
   熱処理を行う工程を含むことを特徴とするフイル
   ムコンデンサの製造方法。 ２ 熱処理を、空気中もしくは減圧空気中、もし
   くは真空中で行うことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載のフイルムコンデンサの製造方
   法。 ３ 金属化ポリフエニレンサルフアイドフイルム
   を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   または第２項に記載のフイルムコンデンサの製造
   方法。 ４ 金属化ポリフエニレンサルフアイドフイルム
   が複数枚積層されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第３項に記載のフイルムコンデンサの製
   造方法。 ５ 金属化ポリフエニレンサルフアイドフイルム
   が両面金属化ポリフエニレンサルフアイドフイル
   ムの少なくとも片面に誘電体層を形成した複合フ
   イルムであることを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項または第４項に記載のフイルムコンデンサの
   製造方法。