JPH0482210A - 金属化フィルムコンデンサの製造方法 - Google Patents

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、金属化フィルムコンデンサの製造方法に関す
るものである。

［従来の技術］ プラスティックフィルムを蒸着などの方法で金属化した
金属化フィルムを巻回あるいは積層した金属化フィルム
コンデンサが広く知られている。

この金属化フィルムコンデンサを効率よく製造するため
に複数のマージンを持つ広幅の金属化フィルムをスリッ
トしながら連続して巻取り、フィルム幅方向に複数の容
量発生母体を持つ巻回体を得てからコンデンサを製造す
ることが特開昭５７１５５７２０等で知られている。

また、レーザービームによってフィルム等の高分子物質
を溶融切断できることは知られている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、従来のカミソリ刃（レザー）を用いるスリット
方法は、特に極薄のフィルムをスリットする際、フィル
ム切れが点発しコンデンサの生産性を低下するという欠
点があった。とくに多条のスリットを行なう場合は一ケ
所でもフィルム切れが発生するたびにマシンを停機する
ことになり、かえってコンデンサ生産性が悪くなること
もあり問題は深刻である。また、フィルムの極薄化に伴
い、コンデンサの耐電圧か低下するという問題もあった
。

そこで、フィルムを切断する方法の一つとしてレーザー
ビームのエネルギーによって切断する方法を適用するこ
とが考えられるが、レーザービームによってフィルムを
切断することはレーザービームのエネルギーによって分
子運動を励起せしめ部分的に溶融状態にして分割するた
めにフィルムの切断端部の溶融再固化した部分が厚み方
向の膨れとなりフィルムの巻き取り性を著しく悪化させ
、巻ずれ、巻き崩れ、シワ混入などのトラブルが生しる
ため、コンデンサを製造するためのフィルムの切断には
適用できないものとされていた。

本発明の目的は、従来の複数のマージンを持つ広幅の金
属化フィルムをスリットしながら連続して巻取り、フィ
ルム幅方向に複数の容量発生母体を持つ巻回体を得てか
らコンデンサを製造する際のスリット方法を改良し、上
記の欠点を解消してフィルム切れのない、さらに得られ
るコンデンサの特性も良好な金属化フィルムコンデンサ
の製造方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記の目的を達成するため、広幅の金属化フ
ィルムをスリットしなから連続して巻き取り、幅方向に
複数のコンデンサ容量発生母体か形成された巻回体を得
たのち、該巻回体をフィルム幅方向に分割し、さらにフ
ィルム長手方向に切断してコンデンサ素子を得て金属化
フィルムコンデンサを製造する方法に於いて、該スリッ
トをレーザービームを用いて行なうことを特徴とする金
属化フィルムコンデンサの製造方法としたものである。

本発明に於いて、「広幅の金属化フィルム」とは、巻回
することによって幅方向に複数のコンデンサ容量発生母
体が形成される金属化フィルムのことを言い、その幅の
絶対値については特に制限はないが、概ね１５ｍｍから
３００ｍｍの範囲である。また、容量発生母体とは誘電
体となるフィルムと該フィルム上に形成された内部電極
となる金属薄膜か交互に積層され、かつ金属薄膜は対向
する２面に互い違いに引き出された構造の、最終的にコ
ンデンサの容量発生部分となる金属化フィルム積層体の
ことをいう。

該金属化フィルムの厚さは０．２μｍ以」二１゜５μｍ
以下の極薄フィルムであるときに本発明の効果か大きい
。フィルムの材質は従来よりフィルムコンデンサの誘電
体として用いられているポリプロピレン、ポリエチレン
テレフタレート、ポリフェニレンスルフィド、ポリエチ
レンナフタレート、ポリエーテルエーテルケトンなとい
ずれの場合に於いても効果がある。

ここで金属化とは、少なくともフィルムの片面に蒸着な
どの方法でコンデンサの内部電極となる金属薄膜をフィ
ルム上に設けることである。金属化する金属種はアルミ
ニウムを主成分とする金属か好ましい。また、その膜厚
は、金属化フィルムの表面抵抗値にして０．５Ω以上１
０Ω以下、より好ましくは２Ω以上５Ω以下であること
か好ましい。

本発明に於いて、金属化フィルムには複数のマシンが設
けられている。該マージンは蒸着時にテープ、オイルな
どによってマスクして設けられたものでも良いし、蒸着
後にレーザービームによって金属薄膜を飛散させて設け
られたものでも良いが、レーサービームによる方法かマ
ージン精度の点から好ましく、さらにし・−ザーによっ
て設けられたマージン部分はフィルムか溶融しかかって
いるため変形していることが多いためカミソリ刃による
スリットではフィルム切れか点発しやすく、本発明のレ
ーザービームによる非接触のスリット方法の効果が大き
く発揮される。

本発明に於いて「連続して巻取る」とは２つ以上の工程
に渡って、フィルムか一度も巻取られることがないこと
をいい、金属ロールなどによってフィルムの進行方向が
変更される部分や、圧力、温度が加えられる工程か中間
に入ることはかまわない。

本発明は広幅の金属化フィルムをスリットして、連続し
て巻回してコンデンサを製造する場合に於いて、レーザ
ービームを用いてスリットすることにより飛躍的にコン
デンサの生産性が向上し、さらに得られるコンデンサの
耐電圧特性も向上することを見出し完成したものである
。

従来、レーザービームによってフィルムを切断すること
はレーザービームのエネルギーによって分子運動を励起
せしめ部分的に溶融状態にして分割するためにフィルム
の切断端部の溶融再固化した部分が厚み方向の膨れとな
りフィルムの巻き取り性を著しく悪化させるなど好まし
くないものとされていた。しかし、本発明者らはフィル
ムを切断（スリット）したのち、好ましくは径の大きな
巻回軸に連続して巻取り、幅方向に複数のコンデンサ容
量発生母体が形成された巻回体を得てコンデンサを製造
する方法に於いては、上記のような問題は欠点とならず
、さらにはコンデンサの耐電圧不良率をも改善できるこ
とを見出し、本発明を完成したものである。

本発明に用いるレーザー光源は高いパワー密度が得られ
る点でＹＡＧレーザーあるいはＣＯ２レーザーが好まし
く用いられる。特に、繰り返し周波数１ｋＨｚ以上のア
ークランプ励起による連続励起ＹＡＧレーサーが好まし
い。またスリット端面形状が均一である点からエキシマ
レーザーも好ましく用いられる。

レーザービームによってスリットする位置は、スリット
して得られるテープ状の細幅金属化フィルムの左または
右にに１本のマージンが走るように調整する。すなわち
、マージン帯の中央と金属化帯の中央をスリットするか
、マージン帯の左または右近傍をスリットして、フィル
ムの左または右端部よりやや内側に非蒸着部分が走る、
いわゆるインナーマージン型にすることもできるが、隣
りあったコンデンサ素子が悪影響を及ぼしあわないよう
にインナーマージン型のマージンが好ましく用いられる
。

このようにして広幅の金属化フィルムをスリットして得
られる幅方向に複数のテープ状の細幅金属化フィルム２
組を、スリット工程に連続して一つの巻回軸に巻取って
行く。この時、巻回軸は直径３０センチメートル以上の
ホイール状、あるいは３０センチメートル以上の長さを
持つ平板状の軸に巻き取るのことが巻回中の巻回体の成
形性の点で好ましい。また、巻回中に加熱押圧ロールな
どで予備成形しながら巻回することも、特性の安定した
コンデンサを製造し易い点で好ましい。この場合は、金
属化フィルムの金属化面および／または非金属化面に放
電処理、コーティング、易接着層形成などの方法で金属
化フィルムどうしの接着性を向上せしめることも好まし
い。

このようにして得られた巻回体をフィルム幅方向に分割
し、さらにフィルム長さ方向に切断してコンデンサ素子
を得て金属化フィルムコンデンサを製造する。このとき
方法に特に制限はないか例示するなら、巻回体を加熱お
よび／または加圧処理してフィルムの積層状態を安定化
させる工程、積層されたフィルム端面に外部電極となる
溶融金属を吹き付ける工程、コンデンサ素子が連続した
形のコンデンサ母素子を切断して求める大きさのコンデ
ンサ素子にする工程、母素子あるいは素子を熱処理して
コンデンサ特性の安定化を計る工程、リード線をはんだ
付けあるいは溶接などの方法によって取り付ける工程、
素子を真空下あるいは長時間の浸漬などによる樹脂、ワ
ックス等を含浸する工程、樹脂モールド、樹脂の塗布、
フィルム、シート貼付けなどによる外装工程などの工程
などが含まれる。これらは求めるコンデンサのタイプに
よって各工程の種類、方法、順序などが種々選択される
。

［作用］ 本発明の金属化フィルムコンデンサの製造方法によれば
、スリット時のフィルム切れがなくなり極めて生産性が
向上する。また、得られるコンデンサも耐電圧特性が向
上したものとなるが、これは以下の理由によるものと思
われる。すなわち、通常のカミソリ刃によるスリットで
はフィルムにノツチが生じたり、堆積するスリット粉が
フィルムに付着して絶縁欠陥が生じ易いのに対し、レー
ザービームによるスリットによって以上の問題が全て解
決されると共に、フィルムのスリット端部の厚み方向の
膨れが第二のマージンとなって強固な絶縁帯を形成する
ことによってコンデンサの耐電圧特性が向上するものと
思われる。

［発明の効果］ 本発明の金属化フィルムコンデンサの製造方法は、極め
て効率良くコンデンサを得ることができる。さらに、得
られたコンデンサは耐電圧特性の良好なものとなる。

［特性の評価法］ （１）コンデンサ耐電圧および耐電圧不良率コンデンサ
の直流耐電圧を測定する。印加電圧昇圧速度は１００Ｖ
／ｓｅｅとし、１０ｍＡ以上の電流が流れた時の電圧を
コンデンサの耐電圧とした。また、フィルム厚みに対応
して２５Ｖ／μｍ以下の電圧で破壊したコンデンサ素子
を耐電圧不良素子と判定し、不良率（％）を算出した。

［実施例］ 以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するか、
本発明はこれに限定されない。

実施例１ ポリエチレンテレフタレートフィルム（厚さ０゜９μｍ
、東し株式会社製“ルミラー”）を準備し、連続巻取式
真空蒸着機によって片面全面にアルミニウムを３５０オ
ングストロームの厚さで蒸着した。この金属化フィルム
の表面抵抗値は３．５Ωであった。得られた金属化フィ
ルムを幅５０ｍｍにスリットし一旦巻取り、ＹＡＧレー
サーを用いて走行する金属化積層フィルムの金属化面に
８本の非金属化帯（マージン）を設け、マージン付金属
化積層フィルムリールを得た。このときマージン幅は平
均０．１５ｍｍ、ピッチ（マージン取りをする間隔）は
平均４．０ｍｍとした。また両側にｌＱｍｍ以上の非マ
ージン部分（耳）が残るようにした。

次に、このマージン付金属化フィルムリール２本を一組
として図１に示した装置を用いて幅方向に８本の容量発
生母体を持つ金属化フィルム巻回体を得た。図１の装置
は、６００ｍｍφの巻回軸（ドラム）２と該巻回軸の対
向する位置に二つのフィルム巻出し装置を持ち、さらに
−本のマージンにつき一本のテープ状金属化フィルムを
得るように配された２つのレーザー光源５とレーサービ
ーム８を４〜５本のレーザービームに分割し所望の位Ｗ
にレーサービームが照射されるように光路を調節するハ
ーフミラ−５ａ、全反射ミラー６ｂ。

集光レンズ６０などからなる光線分割装置６からなるレ
ーザービームスリット装置と、巻回軸に巻き付けるタッ
チロールと、金属化フィルムを巻回途中の巻回体１上に
加熱押圧する加熱押圧ロール７を、二つのフィルム巻出
し装置に対応してそれぞれ二つずつ備え、かつこれらの
各工程かこの順に連続して行なうことができるようにし
た素子巻機である。この時、金属化フィルム４は金属化
面が巻回体内側に巻取られるようにセットした。スリッ
トする位置は各マージンの近傍（一つのリールはマージ
ンの右側、他のリールはマージンの左側）０．２ｍｍの
位置とした。また、スリットされたテープ状金属化積層
フィルムが非マージン端部が０．２ｍｍはみたしながら
交互に重ね合わされるようにリール位置、スリット位置
を調整した。

また、加熱押圧ロールの表面温度は２００℃とした。巻
回軸で巻取る回転数（ターン）は１０００ターンとした
。このようにして得られた巻回体の円周状の一点をカッ
トし、さらにスリットされた位置に沿って、はぐすよう
に分割し金属化フィルムが２０００層積層された８本の
容量発生体（ロープ）を得た。

次に、ロープを３０ｃｍ長に切断し、上下に幅４．２ｍ
ｍ長さ３０ｃｍにカットした厚さ２５０μｍのポリフェ
ニレンスルフィドフィルム（東し株式会社製”　トレリ
ナ”）を重ね合わせて、さらに上下から鉄角棒で挟み、
二本の鉄角棒をボルトで締め付けることによって平均１
０ｋｇ／ｃｍ２以上の圧力が加えられた状態で、金属化
フィルムが積層された容量発生母体の端面にアルミニウ
ムを主成分とする金属を、次いで銅を主成分とする金属
を順に溶融して吹き付けて外部電極を設けた。

次いで、このままの状態で熱風オーブンによって温度２
１５℃、２時間の熱処理を行ない、鉄角棒を締め付ける
ボルトを緩めて外部電極が設けられたコンデンサ母素子
を得た。

得られたコンデンサ母素子を長さ４．５ｍｍ間隔で切断
しコンデンサ素子を得、外部電極部分にリード線を溶接
してコンデンサを得た。この方法で１０００個のコンデ
ンサを製造したところ、平均静電容量は０．５μＦ、平
均耐電圧は１１８Ｖであり、耐電圧不良率は０．７％と
低く、十分な実用性と生産性（歩留まり）を備えたもの
であった。

比較例 実施例１で用いた図１に示す装置のレーザースリット装
置を取り外し、従来のカミソリ刃によるスリット装置に
付は替えて、実施例１と同様にコンデンサ製造を試みた
。しかし、フィルムにマージン形成の際レーザーによる
誘電体フィルムの損傷によると思われるシワが少しでも
発生した点では必ずフィルム切れが発生し、巻回軸のタ
ーン数にして５０〜３００ターンでフィルム切れが点発
して１０００ターンに渡って安定して巻取ることができ
なかった。

また、フィルム切れによってターン数が不足しているの
いくつかロープを積み重ねて金属化フィルムが１０００
層積層された状態にしてから実施例１と同様にしてコン
デンサを製造したが、平均耐電圧は８４ｖ１耐電圧不良
率は３．１％と品質。

生産性とも劣るコンデンサしか得られなかった。

以上のように、本発明の金属化フィルムコンデンサの製
造方法によればコンデンサの生産性を大幅に向上できる
と共に、耐電圧特性の良好なコンデンサを得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図１は本発明の金属化フィルムコンデンサの製造方法を
実施するための装置の一例を示したもので、実施例１に
於いて用いた素子巻機の模式図を示したものである。 図中、 １・・・・巻回途中の巻回体 ２・・・・巻回軸 ３・・・・巻出し軸 ４・・・・金属化フィルム ５・・・・レーザー光源 ６・・・・光線分割装置 ６ａ・・・ハーフミラ− ６ｂ・・・全反射ミラー ６ｃ・・・集光レンズ ７・・・・加熱押圧ロール ８・・・φレーザービーム をそれぞれ示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）広幅の金属化フィルムをスリットしながら連続し
   て巻き取り、幅方向に複数のコンデンサ容量発生母体が
   形成された巻回体を得たのち、該巻回体をフィルム幅方
   向に分割し、さらにフィルム長手方向に切断してコンデ
   ンサ素子を得て金属化フィルムコンデンサを製造する方
   法に於いて、該スリットをレーザービームを用いて行な
   うことを特徴とする金属化フィルムコンデンサの製造方
   法。
2. （２）レーザーが、ＹＡＧレーザー、ＣＯ＿２レーザー
   およびエキシマレーザーからなる群より選ばれた少なく
   とも一種である請求項（１）に記載の金属化フィルムコ
   ンデンサの製造方法。