JPH09153434A - 積層形フィルムコンデンサの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 誘電体層内の空隙部および保護フィルムのバ
リの発生を防止して、優れた信頼性および外観を備えた
小形の積層形フィルムコンデンサを製造する方法を提供
する。 【解決手段】 片面だけが金属化された片面金属化フィ
ルムどうし又は両面とも金属化された両面金属化フィル
ムと誘電体フィルムとを積層して誘電体層２を形成し、
その上下に保護フィルム１を具備して母体コンデンサ素
子６を形成し、この母体コンデンサ素子６の幅方向の両
端面に電極引出し用のメタリコン７を施して熱処理を行
い、その後切断して単位コンデンサ素子８を形成する。
切断された単位コンデンサ素子８を加熱台１２上に並
べ、１８０℃で予備加熱工程を行う。続いて切断された
各単位コンデンサ素子８を、２０Ｋｇ／ｃｍ² の圧力を
加えて５分間プレスする素子プレス工程を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、積層形フィルムコ
ンデンサの製造方法に関するものであり、特に、積層さ
れたフィルムを巻回した後、切断して母体コンデンサ素
子を形成する素子形成工程に改良を加えたものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車載用など高温での仕様が要
求される場合や音響用機器に使用されるコンデンサとし
て、積層形フィルムコンデンサが知られている。この積
層形フィルムコンデンサを製造する場合、まず、個々の
単位コンデンサ素子を形成する素子形成工程を行い、こ
れに続いて、単位コンデンサ素子の周囲に樹脂を充填す
る樹脂充填工程を行っている。

【０００３】ここで、図６〜図１０を参照して、積層形
フィルムコンデンサの製造方法における素子形成工程に
ついて具体的に説明する。なお、図６および図７は母体
コンデンサ素子の正面図、図８は同側面図、図９および
図１０は同斜視図を示している。

【０００４】まず、図６に示すように、直径が５００ｍ
ｍである大口径のドラム３に対し２５μ厚の保護フィル
ム１を巻回し、その上から誘電体層２を巻回する。この
誘電体層２は、片面だけが金属化された片面金属化フィ
ルムどうし又は両面とも金属化された両面金属化フィル
ムと誘電体フィルムとから構成される。ここでは、巾８
ｍｍ厚さ５μ厚の一対の片面金属化フィルムを４５０回
巻回して、誘電体層２を構成する。次に誘電体層２の最
外周上に再度、保護フィルム１（２５μ厚）を巻回し、
厚さ５ｍｍのフィルム巻回物を製作する。このフィルム
巻回物を母体コンデンサ素子６とする。

【０００５】ところで、前記保護フィルム１は一般に熱
溶着タイプの接着剤がついたフィルムを使用しており、
この接着剤により誘電体層２に接着している。これに対
し、誘電体層２を構成するフィルム（金属化フィルムお
よび誘電体フィルム）には、接着剤がついたフィルムを
使用することができない。そのため、誘電体層２を構成
するフィルムどうしは、図７に示すように母体コンデン
サ素子６の最外周にベルト４を巻き、このベルト４で母
体コンデンサ素子６を締めつけて密着させている。さら
に図８に示すように、ベルト４から圧力をかけた状態で
母体コンデンサ素子６の幅方向の両端面に対し、ノズル
５によって金属溶射を行い、電極引出し用のメタリコン
７を施す。その後、ドラム３ごと熱処理を行うことによ
って誘電体層２を構成するフィルム間の密着性を確保し
ている。

【０００６】誘電体層２のフィルムどうしを密着させた
後、母体コンデンサ素子６をドラム３から外し（図９参
照）、回転ノコギリ９などの切断手段によって長さ１５
ｍｍの個々の単位コンデンサ素子８に切断する（図１０
参照）。このとき、回転ノコギリ９との摩擦熱で誘電体
層２のフィルムを溶融しながら、単位コンデンサ素子８
に切断するようになっている。これは、溶融されたフィ
ルムにより切断面をカバーし、切断面の耐電圧を得るた
めである。

【０００７】以上のようにして素子形成工程を行った
後、樹脂充填工程又は樹脂ディップ工程に移る。この工
程では、まず切断された単位コンデンサ素子８のメタリ
コン７にリード線を溶接やはんだ付によって取り付け、
続いて樹脂ディップで外装を行うか、又はケースに収納
し、収納した単位コンデンサ素子８の周囲に樹脂を充填
する。以上のような２つの工程を行って、積層形フィル
ムコンデンサを製造している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
積層形フィルムコンデンサの製造方法には、次の２つの
問題点があった。すなわち、誘電体層２を構成するフィ
ルムどうしは互いに接着されているのではなく、単に密
着されているに過ぎないので、母体コンデンサ素子６か
ら個々の単位コンデンサ素子８に切断する場合に、回転
ノコギリ９の振動などを原因として誘電体層２のフィル
ムが剥離したり変形したりおそれがある。その結果、図
１２に示すような空隙部１０が誘電体層２にできる可能
性があった。これが第１の問題点である。なお、図１２
は図１１に示した単位コンデンサ素子８の拡大斜視図の
一部を拡大した誘電体層の拡大斜視図である。

【０００９】誘電体層２に空隙部１０ができると、切断
面の耐電圧が劣化し、空隙部１０への外装樹脂の侵入に
よる損失（ｔａｎδ）が増加した。また、コンデンサを
音響用に用いる場合、空隙部１０の周囲のフィルムが震
えて、音にひずみが出るなど音質の劣化を招いた。さら
に、コンデンサを車載用など高温環境で使用する場合、
空隙部１０を有する誘電体層２では耐電圧が低いため耐
圧不良となり、ショートや容量減少が大きくなった。

【００１０】しかも、リング状の母体コンデンサ素子６
から切断された単位コンデンサ素子８は、平らな形状で
はなく側面から見て円弧形状である。そのため、誘電体
層２のフィルムどうしがずれて互いの密着が壊れ易い。
特に、個々の単位コンデンサ素子８の切断寸法が大きい
場合、素子８の円弧形状のカーブがきつくなるため、誘
電体層２のフィルム間の密着が壊れ易くなり、誘電体層
２に空隙部１０ができる確率が高まる。

【００１１】第２の問題点は、回転ノコギリ９が母体コ
ンデンサ素子６の最外周にある保護フィルム１を切断し
終わるときに、回転ノコギリ９によって保護フィルム１
にバリ１１（図１２に示す）が出てしまうことである。
このバリ１１があると単位コンデンサ素子８の寸法が増
大して大形化した。そのため、単位コンデンサ素子８の
樹脂ディップ外装を行う場合にはバリ１１が見えて外観
的に不良となるし、また単位コンデンサ素子８をケース
に収納する場合にはケースへの収納が困難になるといっ
た不具合が生じた。

【００１２】以上のように、従来の積層形フィルムコン
デンサの製造方法においては、単位コンデンサ素子に切
断する時に誘電体層内に空隙部が生じることにより、切
断面の耐圧劣化、空隙部への樹脂侵入による損失（ｔａ
ｎδ）の増加、音響用に使用の場合での音質劣化、車載
用など高温仕様が要求される場合でのショートや容量減
少といった問題があった。また、単位コンデンサ素子に
切断する時に保護フィルムにバリが出ると、単位コンデ
ンサ素子の小形化が困難となり、且つ外観的にも不良と
なるといった問題が生じた。

【００１３】本発明は、これらの問題点を解消するため
に提案されたものであり、その主たる目的は、誘電体層
内の空隙部および保護フィルムのバリの発生を防止し
て、優れた特性および外観を備えた小形の積層形フィル
ムコンデンサを製造する方法を提供することである。

【００１４】また本発明の他の目的は、切断寸法が長い
単位コンデンサ素子を製造する場合であっても、誘電体
層を構成するフィルムどうしを確実に密着させ、安定し
た特性を確保できる積層形フィルムコンデンサの製造方
法を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明では、片面だけが金属化された片
面金属化フィルムどうし又は両面とも金属化された両面
金属化フィルムと誘電体フィルムとを積層して誘電体層
を形成し、その上下に保護フィルムを積層したうえでこ
れらフィルムを巻回して母体コンデンサ素子を形成し、
この母体コンデンサ素子の幅方向の両端面に電極引出し
用のメタリコンを施して熱処理を行い、その後切断して
単位コンデンサ素子を形成する素子形成工程において、
各母体コンデンサ素子をプレスする素子プレス工程を行
うことを特徴とする。

【００１６】このような製造方法によれば、母体コンデ
ンサ素子から個々の単位コンデンサ素子に切断した際、
誘電体層における空隙部や保護フィルムのバリが発生し
たとしても、各単位コンデンサ素子をプレスすることに
より、誘電体層を構成するフィルム同士を強く密着させ
て空隙部を無くし、且つ保護フィルムの表面を平らにし
てバリを無くすことができる。

【００１７】請求項２の発明では、素子プレス工程にお
いて、各単位コンデンサ素子のプレスを行う時の温度
を、誘電体層を構成するフィルムの融点の１／３以上の
温度とすることを特徴とする。

【００１８】このような製造方法では、単位コンデンサ
素子をプレスする時の温度を、誘電体層を構成するフィ
ルムの融点の１／３以上の温度にすることにより、誘電
体層のフィルムを軟化させることができる。軟化したフ
ィルムであれば、たとえ単位コンデンサ素子がきついカ
ーブを描く円弧形状であっても、単位コンデンサ素子を
プレスするときにフィルムどうしがずれることがなく、
高い密着性を保ったまま、素子プレス工程を確実に行う
ことができる。

【００１９】請求項３の発明では、素子プレス工程は、
各単位コンデンサ素子のプレスを行う前に、誘電体層を
構成するフィルムの融点の１／３以上の温度で予備加熱
を行う予備加熱工程を含むことを特徴としている。

【００２０】このような製造方法においては、母体コン
デンサ素子のプレスを行う前段階で、予備加熱工程を行
って誘電体層を構成するフィルムを軟化させることによ
り、誘電体層のフィルムに対し常に一定のプレス圧力を
与えることができる。したがって、単位コンデンサ素子
が強すぎる圧力でプレスされることがなく、コンデンサ
特性の安定化を図ることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
について図１〜図５を参照して具体的に説明する。本実
施の形態による積層形フィルムコンデンサの製造方法
は、従来技術と同様、母体コンデンサ素子を形成する素
子形成工程と、樹脂充填工程とを含んでいる。図１は本
実施の形態の特徴を説明するための模式図、図２および
図３は単位コンデンサ素子８の拡大斜視図である。図４
および図５は本実施の形態による積層形フィルムコンデ
ンサの特性を説明するためのグラフである。なお、従来
技術と同一の部材に関しては同一符号を付し説明は省略
する。

【００２２】本実施の形態において、素子形成工程にて
回転ノコギリ９で誘電体層２を溶融しながら母体コンデ
ンサ素子６を単位コンデンサ素子８に切断する工程まで
は従来技術と同じである。本実施の形態の特徴は、単位
コンデンサ素子８に切断後、単位コンデンサ素子８の予
備加熱工程を行う点と、これに続いて、単位コンデンサ
素子８をプレスする素子プレス工程を行う点にある。 予備加熱工程 切断された単位コンデンサ素子８を加熱台１２上に並
べ、１８０℃で予備加熱工程を行う。この予備加熱温度
である１８０℃は、誘電体層２を構成する片面金属化フ
ィルムの融点の１／３以上の温度であり、この温度で片
面金属化フィルムは軟化するようになっている。 素子プレス工程 続いて、プレス板１３により２０Ｋｇ／ｃｍ² の圧力を
加えて５分間、単位コンデンサ素子８をプレスする。

【００２３】以上のような積層形フィルムコンデンサの
製造方法では、単位コンデンサ素子８をプレス板１３に
よってプレスすることにより、保護フィルム１の表面を
平らにしてバリ１１を無くすことができる。より具体的
には、素子プレス工程の前後で単位コンデンサ素子８の
厚さ寸法は次のように異なる。すなわち、母体コンデン
サ素子６から個々の単位コンデンサ素子８に切断した後
は、回転ノコギリ９によって保護フィルム１にバリ１１
が生じており、図２に示すように単位コンデンサ素子８
の厚さ寸法はバリ１１を含めて５．７ｍｍであった。そ
して素子プレス工程を行った後では、バリ１１がなくな
り、単位コンデンサ素子８の厚さ寸法は５．０ｍｍとな
った。

【００２４】また上記の製造方法では、母体コンデンサ
素子６から切断された時に誘電体層２のフィルムに剥離
や変形が生じていたにせよ、単位コンデンサ素子８をプ
レス板１３によってプレスすることにより誘電体層２の
フィルムを強く密着させ、剥離または変形した誘電体層
２のフィルムを再度、密着した状態に戻すことができ
る。したがって、誘電体層２に空隙部１０の発生を防ぐ
ことができる。したがって、切断面の耐電圧の劣化や、
空隙部１０への外装樹脂の侵入による損失（ｔａｎδ）
を防ぐことができる。また、コンデンサを音響用に用い
る場合でも、誘電体層２のフィルムが震えることもな
い。さらに、コンデンサを車載用として高温環境で使用
しても、誘電体層２が高い耐電圧を保持しているため、
耐圧不良や、ショートあるいは容量減少が起こることが
ない。

【００２５】ここで、本実施の形態により製造された単
位コンデンサ素子の特性を示すために、次の２つの試験
を行った。まず、本実施の形態による単位コンデンサ素
子を使用し、樹脂ケースに収容しエポキシ樹脂で注型し
完成品として１５０℃で５０Ｖｄｃを印加し寿命試験を
行った。この結果を図３のグラフに示す。グラフ中の実
線が本実施の形態によって製造した積層形フィルムコン
デンサの特性データである。また、比較例として従来の
方法によって製造した積層形フィルムコンデンサを使用
した場合の特性データを点線で示した。なお、従来の方
法によって製造したコンデンサは、予備加熱工程および
素子プレス工程を行わない点を除いては、本実施の形態
によるコンデンサと同じ材料、製造方法、構造から成る
ものである。

【００２６】このグラフから明らかなように、従来の方
法によるコンデンサは、１０００ｈごろより容量変化も
大きくショート不良も発生した。これに対して、本実施
の形態によるコンデンサは、特性変化も少く、ショート
不良の発生も起こらず、優れた特性を発揮した。

【００２７】また、本実施の形態による積層形フィルム
コンデンサおよび従来の方法による積層形フィルムコン
デンサに対し交流１３０〜１５０Ｖをかけて高調波の発
生を調査した。この結果を図４に示す。このグラフか
ら、本実施の形態によるコンデンサは、従来の方法によ
るコンデンサよりも高調波の発生が少く、優れた特性を
備えていることがわかった。

【００２８】以上述べたように、本実施の形態によって
製造された単位コンデンサ素子８によれば、誘電体層２
内の空隙部１０および保護フィルム１のバリ１１が生じ
ることがないため、優れた特性を持つことができ、外観
が良好であり、しかも小形化に貢献することができる。

【００２９】さらに、上記の製造方法においては、単位
コンデンサ素子８のプレスを行う前段階で、予備加熱工
程を行って誘電体層２を構成するフィルムを軟化させて
いるので、以下の作用効果がある。すなわち、誘電体層
２のフィルムが軟化しているため、たとえ単位コンデン
サ素子８の切断寸法が大きくカーブが急な円弧形状であ
っても、単位コンデンサ素子８をプレスするときにフィ
ルムどうしがずれることがなく、高い密着性を保ったま
ま、素子プレス工程を確実に行うことができる。

【００３０】また、単位コンデンサ素子８の切断寸法が
大きい場合、切断直後は円弧形状のカーブがかなり急だ
が、プレス工程で時間経過すると円弧形状のカーブは徐
々に緩やかになり、単位コンデンサ素子８は平らになっ
ていく。そのため、厳密に言えば、切断からの時間の経
過と共に誘電体層２の空隙部１０および保護フィルム１
のバリ１１を無くすのに必要な圧力は高くしていかなく
てはならない。しかし、本実施の形態の製造方法では、
作業効率を考えて複数の単位コンデンサ素子８を同時に
プレスしているので、プレス工程での経過時間が長い単
位コンデンサ素子８は、必要圧力より小さい圧力でプレ
スされるおそれがある。

【００３１】そこで、本実施の形態では予備加熱工程を
採用し、単位コンデンサ素子８のプレス前に、誘電体層
２のフィルムを軟化膨脹させて、このフィルムに対し常
に一定のプレス圧力をかかるようにしている。その結
果、プレス工程での経過時間が異なる複数の単位コンデ
ンサ素子８を同時にプレスしても、どの単位コンデンサ
素子８の特性もこわすことなく、コンデンサ特性の安定
化を図ることができる。

【００３２】なお、本発明は、以上のような実施の形態
に限定されるものではなく、予備加熱工程を省いて単位
コンデサ素子を加熱しつつプレスしても良い。また、予
備加熱温度あるいは素子プレス工程時の温度および加熱
手段は適宜変更可能であり、さらに積層形フィルムコン
デンサの構成、形状、材質および寸法は適宜選択可能で
ある。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、単
位コンデンサ素子をプレスする素子プレス工程を行うと
いう非常に簡単に方法により、誘電体層内の空隙部およ
び保護フィルムのバリの発生を防止して、優れた特性お
よび外観を備えた小形の積層形フィルムコンデンサを製
造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態の特徴を説明するための模式図。

【図２】単位コンデンサ素子の拡大斜視図（プレス
前）。

【図３】単位コンデンサ素子の拡大斜視図（プレス
後）。

【図４】積層形フィルムコンデンサの寿命試験をデータ
を示すグラフ。

【図５】積層形フィルムコンデンサの高調波発生のデー
タを示すグラフ。

【図６】母体コンデンサ素子の正面図。

【図７】母体コンデンサ素子の正面図（ベルトで母体コ
ンデンサ素子を締めつけた状態）。

【図８】母体コンデンサ素子の側面図（母体コンデンサ
素子に金属溶射を行った状態）。

【図９】母体コンデンサ素子の斜視図（母体コンデンサ
素子をドラムから外した状態）。

【図１０】母体コンデンサ素子の斜視図（回転ノコギリ
によって母体コンデンサ素子から単位コンデンサ素子に
切断した状態）。

【図１１】単位コンデンサの拡大斜視図。

【図１２】図１１に示した誘電体層の拡大斜視図。

【符号の説明】

１…保護フィルム ２…誘電体層 ３…ドラム ４…バンド ５…ノズル（金属溶射用） ６…母体コンデンサ素子 ７…メタリコン ８…単位コンデンサ素子 ９…回転ノコギリ １０…空隙部 １１…バリ １２…加熱台 １３…プレス板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 片面だけが金属化された片面金属化フィ
   ルムどうし又は両面とも金属化された両面金属化フィル
   ムと誘電体フィルムとを誘電体層として形成し、その上
   下に保護フィルムを具備して母体コンデンサ素子を形成
   し、この母体コンデンサ素子の幅方向の両端面に電極引
   出し用のメタリコンを施して熱処理を行い、その後切断
   して単位コンデンサ素子を形成する素子形成工程と、 前記単位コンデンサ素子にリード線又は端子を取付後、
   この単位コンデンサ素子の周囲に樹脂を充填する樹脂充
   填工程又は樹脂ディップ工程とを行う積層形フィルムコ
   ンデンサの製造方法において、 前記素子形成工程は、各単位コンデンサ素子をプレスす
   る素子プレス工程を含むことを特徴とする積層形フィル
   ムコンデンサの製造方法。
2. 【請求項２】 前記素子プレス工程において、各単位コ
   ンデンサ素子のプレスを行う時の温度を、前記誘電体層
   を構成するフィルムの融点の１／３以上の温度とするこ
   とを特徴とする請求項１記載の積層形フィルムコンデン
   サの製造方法。
3. 【請求項３】 前記素子プレス工程は、各単位コンデン
   サ素子のプレスを行う前に、前記誘電体層を構成するフ
   ィルムの融点の１／３以上の温度で予備加熱を行う予備
   加熱工程を含むことを特徴とする請求項１記載の積層形
   フィルムコンデンサの製造方法。