JPS5915372B2 - 金属化フィルムコンデンサおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、金属溶射すべきフィルムの縁辺部を改善した
金属化フィルムコンデンサとその製造方法に関する。

なお、フィルムの縁辺部とはフィルムの端面に近い上下
面近辺をいう。

金属化フィルムコンデンサのリード取り出しは、金属化
フィルムを捲回したり積層したのち、対向する金属化面
（通常は金属蒸着膜）が各々延びる両縁辺部に金属溶射
（ここではその下地処理の蒸着やイオンブレーティング
等を含む）したり導電性ペイントを塗布することにより
行われている（以下、これらを含めて金属溶射と記す）
。

ここでの蒸着膜と溶射された金属との接触状態はコンデ
ンサ特性を左右する最も大きな要素で、接触状態が悪い
場合には、単に特性劣化だけでなく、蒸着膜と溶射金属
とが離れてしまい、コンデンサ機能をなくす場合さえあ
り、電気的にも機械的にも充分な強度が必要である。

その１〜２の例について説明する。

′最近、コンデンサの小形化を図るため、２神
４μ程度の薄手の金属化フィルムの使用が増加している
。

これらのフィルムを使用した場合には、厚さが薄いため
に、溶射金属の侵入する間隙が小さくなることや、いわ
ゆる腰が弱いために本来持つべきフィルム相互間の間隙
をもフィルム自体の変形により塞いでしまう（端面には
フィルムスリットの際自然に発生する数μの・・りが部
分的に存在するがほとんど寄与しない）こと、あるいは
熱収縮が起り易いことなどのために、前述の接触状態は
従来の厚手フィルムの場合に比べ、極めて悪くなってお
り、捲回型コンデンサにおいては、ｔａＩｌδ特性を低
下させる原因となっている。

また、電極がそれぞれ独立構造となる積層コンデンサの
場合には、この問題はさらに深刻で、鵬δの劣化ばかり
でなく、一枚１枚の蒸着電極が溶射金属から離れてゆき
、静電容量が次第に減少していくという現象が認められ
る。

これらの原因は、溶射金属がコンデンサ縁辺部に充分侵
入しないために、蒸着膜との接触が非常に弱くなってい
ることにある。

従来、このような問題の解決策として、１）金属化面に
連がるフィルムの端部をパンチインクによってフィルム
の巾方向に凹凸にして捲回する、２）金属化面が互いに
接することなく交互に同一フィルム上に形成されている
いわゆるー＆春巻コンデンサフィルムを上記１）と同様
フィルムの巾方向に凹凸にして捲回する、３）金属化フ
ィルム捲回後、端面に切り込みを入れる、４）金属化フ
ィルムを積層したのち端面に凹部を形成する、５）金属
化フィルムの端部を巾方向の凹凸になるような波状にし
てその縁端部のずれによって金属化面を露出させる、な
どの方法が提案されている。

しかしながら、いずれの方法も前述の問題を解決するに
足る対策には成り得ていないのである。

それは、１ ）、２）、３）、５）の方法の場合には、
フィルム巾方向への凹凸であるために端面が動き易くな
り、溶射の際の風圧に煽られて端面が乱れ、かえって接
触状態の悪い部分が多く発生するためであり、４）の方
法の場合には、機械的強度が若干向上するだけで、溶射
金属と蒸着膜の面接触部分が増加するわけでなく、本来
の電気的強度の向上には、はとんど寄与していないとい
う理由による。

以上の点に鑑み、本発明者は金属溶射を施すべきコンデ
ンサ端面の改善を試み、次に説明するようなコンデンサ
端面の構造とその製造方法を提案するものである。

さて、金属化フィルムコンデンサの蒸着膜と溶射金属の
理想的な接触状態は、第１図に示すように、プラスチッ
クフィルム１上の蒸着膜２と溶射金属部３とがスリット
断面における線接触４だけでなく、フィルム１の巾方向
で面接触５を行っていることである。

なお、６は非金属化フィルムである。

実際のコンデンサでは、フィルム１の長手方向の全長に
わたって面接触を得ることは困難であるが、少くとも間
欠的に万遍なく存在していることが必要である。

このことは各々の蒸着電極が独立して構成される積層コ
ンデンサにおいては連続的な蒸着電極で構成される捲回
型コンデンサ以上に特に重要である。

何故なら接触不充分であると即容量減少をきたすからで
ある。

ところが、使用するフィルムが薄手になったり、広巾の
フィルムを積層してそののち板状のコンデンサ素体にス
リットしたような場合には、フィルム間の間隙が小さく
なったり、スリット端面が変形したりするため、第２図
に示すように、蒸着膜２と溶射金属部３の接触がほとん
ど断面における線接触４になってしまう。

この場合には、充放電の際の突入電流や熱的変形、ある
いは自己回復時の発生ガス圧などの機械的歪などに耐え
られなくなり、緒特性の劣化をきたすことは前述した通
りである。

このような線接触を面接触に変えるには、溶射金属がフ
ィルム相互間に侵入し易いように金属化フィルム間の間
隙を押し拡げることが必要となる。

以下、本発明を図面とともに詳しく説明する。

第３図は捲回型両面金属化フィルムコンデンサの斜視図
であって、第１図と同様、１はプラスチックフィルム、
２は蒸着膜、６は非金属化フィルムである。

７は蒸着マージン部、８は金属溶射すべき端面である。

蒸着マージン部７のフィルム縁辺部は、フィルム１の厚
さ方向に振幅をもつ波状構造９になっており、この縁辺
部のフィルム変形により、端面８には万遍なく大きな間
隙１０が生じている。

第４図は第３図と同様、両面金属化フィルムコンデンサ
の斜視図である。

蒸着マージン部７内にフィルムの厚さ方向に突出する突
起１１を有しており、端面８ではこの突起のために、第
３図と同様、間隙１０がくまなく生じている。

すなわち、本発明は、金属化フィルムコンデンサの金属
溶射を行うべきフィルム縁辺部をフィルムの厚さ方向に
振幅を有する波状構造またはフィルムの厚さ方向に変形
した突出部を有する凹凸構造としたことを特徴とするも
ので、蒸着膜と溶射金属部との面接触が常に確実に得ら
れる端面構造としたものである。

フィルムをその厚さ方向に変形させたところに大きな効
果と特徴を有するものである。

フィルムの厚さ方向に変形を与える具体例としては、上
記したフィルム端部の波や突出部の他に、周辺にパリを
有する孔を形成する方法などもある。

いずれにしてもフィルムの厚さ方向に突起状の変形を造
れば良い。

以下それらを総称して突起と記す。以上の説明では本構
成の一例として両面金属化フィルムコンデンサの捲回型
の場合について述べたが、これに限るものではなく、片
面金属化フィルムコンデンサや、第５図に示すような両
面金属化フィルム１２の片面もしくは両面にラッカリン
グ等によって誘電体層１３を形成して複合フィルムとし
たラッカータイプのコンデンサなどの捲回型および積層
型の全てに適用できるものである。

特に、第５図に示したラッカータイプの複合フィルムを
用いる積層コンデンサに対しては本構成の貢献度は抜群
のものがある。

また、本構成は両面金属化フィルムを用いるコンデンサ
においては、合せフィルム（非金属化フィルム）の縁辺
部に突起を形成しても良い。

さらに金属化フィルムの縁辺部に形成する突起の形状や
位置についても、前述の説明に限るものではない。

すなわち、突起の形状としては、第６図に示すような凸
型または第１図に示すような凹型または両者の混合でも
よい。

また、突起の位置としては、蒸着マージン内に設けるこ
とが前提であるが、第６図、第７図に示したようなスリ
ット端面の内側だけでなく、第８図のようにスリット線
上にあってもよい。

次に本発明コンデンサの製造方法について述べる。

先ず突起の形成法としては、例えば第９図に示すように
連続的に走行していく金属化フィルム１２の蒸着マージ
ン部に突起をもつ物体１４を押し当てる方法や、円周上
に貫通する小さな孔をもつ中空ロール上に金属化フィル
ムを密着させ、中空ロールの孔と金属化フィルムの蒸着
マージン部とを合せて、中空ロールを低真空にしながら
、連続的に回転させ、孔の部分で突起を発生させる方法
などがある また、蒸着マージン部に波状の突起を形成する方法とし
ては、例えば第１０図に示すように、金属化フィルム１
２を走行させながら、蒸着マージン部分に加熱ローラー
１５や熱風１６を当てる方法がある。

なお、図では便宜上両方式１５．１６を同一の図に示し
ている。

加熱ローラーおよび熱風の温度あるいは抑圧は材料やフ
ィルム厚さによって異るが、蒸着マージン部分を永久変
形させる温度および圧力に保たれる。

この蒸着マージン部分の変形加工のあと、広巾金属化フ
ィルムの蒸着マージン部をスリットして小中フィルムと
し、コンデンサ素子に巻き取り、その両端面に金属溶射
を施すことになる。

一方、第５図に示したような両面金属化フィルムの片面
または両面に誘電体層１３が形成されている複合フィル
ムを用いて積層コンデンサを造る場合には、突起加工の
あと、広巾のまま巻き取って積層し、平板または蒸着マ
ージン部分をプレスしない凹型プレス板を用いて加熱プ
レスしたのち、前記加工した蒸着マージン部の中央部分
を積層状態でスリットして、第１１図に示すような板状
のコンデンサ素材となし、続いてスリット断面に金属溶
射を施すことになる。

次に本発明の具体的実施例について述べる。

実施例 １ 第４図に示したような捲回型フイルムコンデンサの場合
について説明する。

両面金属化フィルムには厚さ４μのポリエチレンテレフ
タレートフィルムにアルミニウム蒸着したものを施した
ものを使用し、いわゆる合せ用非金属化フィルムにも４
μのポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた。

広巾の金属化フィルムは、蒸着マージンが４−でそれを
スリットしてコンデンサに捲回する場合には、幅が１０
ｍｍになるように蒸着されている。

突起の形状は凸型とし、突起をその円周上に規則的に複
数列取り付けたローラーを連続的に走行する金属化フィ
ルムの蒸着マージン部に押し肖て、スリット線より内側
になるように形成した。

この時の突起の高さは０．０１〜０．５ｍｍの範囲に分
布していた。

突起の間隔については、３種類実施し、それぞれ２ｍｍ
、３ｍｍ、４ｍｍとした。

そして突起加工ののち、スリットして０．１μＦの捲回
型素子に捲取り、１００°Ｃで加熱しプレスして偏平形
とし、このあと、Ｚｎ （第１層）およびＳｎ （第２
層）の金属溶射を行い、溶接にてリード付けを行った。

金属溶射前の端面には溶射金属が侵入する数μから数百
μにわたる無数の間隙が理想的に生じていた。

これらのコンデンサの充放電特性は次の第１表の通りで
あった。

第１表には、従来からの縁辺部ニ突起のないコンデンサ
（Ａ）および縁辺部にフィルム巾方向に凹凸を付けた第
１図のタイプのコンデンサ〔Ｂ〕の特性をも比較のため
記した。

なお、充放電特性は、バックコンデンサ容量１μＦ、電
圧１５０ｖＤＣ１充放電抵抗１Ωという条件のもとで、
ｔａｎδが初期の１．５暗に達するまでの充放電回数で
表わしている。

実施例 ２ 第５図に示したラッカータイプの積層コンデンサについ
て説明する。

フィルムは実施例１で説明した広巾の金属化フィルムの
両面にポリカーボネートのラッカー膜（厚さ１．２μ）
を形成した複合フィルムを用いた。

ラッカー膜には、蒸着マージン内に約２皿のラッカーマ
ージンを設けた。

突起は実施例１と同様凸型とし、実施例１と同様の方法
で蒸着マージン内のラッカーマージン部分ニスリット線
より内側になるように形成した。

しかし一部蒸着マージン内のラッカー膜内およびスリッ
ト線上に形成されることもあった。

この時の突起の高さは０．０５〜０．５ ｍｍの範囲に
分布していた。

突起の間隔は実施例１と同様、２［［Ｉ［ｎ、３ｍｍ、
４ｍｍの３種類を実施した。

突起加工ののち広巾の複合フィルムを角形ボビンに巻取
り、そのままの形で１２０℃で加熱う°レスした。

そして広巾板状になった積層フィルムの蒸着マージン部
分のほぼ中央部を刃物を用いてスリットして第１１図に
示すような板状のコンデンサ素体とした。

そのスリット面には突起形成によって万遍なく数μから
数百μにわたる無数の間隙が生じていた。

そしてこのあと、スリット端面部にＺｎ （第１層）お
よびＳｎ（第２層）の金属溶射を行い、容量０．１μＦ
のコンデンサ小片に切断したのち、溶接にてリード付け
を行った。

これらのコンデンサの充放電特性を突起を形成していな
い従来の積層コンデンサとともに次の第２表に示す。

なお、試験方法は実施例１とほぼ同様であるが、電圧が
１２５ＶＤＣであることと、充放電特性を静電容量が初
期値の９７係になる時の充放電回数で表わしているとこ
ろが異なっている。

特性を静電容量で表わしたのは、前記した通り、積層コ
ンデンサの電極は一枚一枚が独立しており、電極が溶射
金属部と離れた場合、即容量減少をきたすためである。

以上のように本発明によれば、フィルムの厚さに関係な
く、フィルム間への溶射金属の侵入が深く行われるため
、金属化フィルムの蒸着膜と溶射金属部との接触が最も
理想的な面接触の形で得られることになり、電気的にも
機械的にも極めて強い接触部を有する金属化フィルムコ
ンデンサを製造することができる。

したがってこれまで小型化に有利な薄手フィルムコンデ
ンサや、生産性に優れた積層コンデンサ等に見られたｔ
ａｎδの上昇や静電容量減少等の困難な問題を完全に解
決することができるものであり、本発明は工業的に極め
て大きな効果をもたらすものである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は金属化フィルムコンデンサにおける金
属蒸着膜と溶射金属部との面接触と線接触の状態を示す
断面図、第３図、第４図は本発明によるコンデンサの各
実施例の斜視図、第５図は両面金属化フィルムの両面に
誘電体層を形成した複合フィルムを用いたコンデンサの
断面図、第６図、第７図、第８図は本発明のコンデンサ
に用いる金属化フィルムの各実施例の斜視図、第９図、
第１０図は本発明のコンデンサに用いる金属化フィルム
に突起を起こさせるための一方法を示す装置の概略図、
第１１図は本発明による積層コンデンサのスリット端面
を表わす斜視図である。 １・・・・・・プラスチックフィルム、２・・・・・・
金属蒸着部（電極）、３・・・・・・溶射金属部、６・
・・・・・非金属化フィルム、７・・・・・・蒸着マー
ジン部、８・・・・・・端面、９，１１・・・・・・突
起、１０・・・・・・間隙、１２・・・・・・両面金属
化フィルム、１３・・・・・・誘電体層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金属化フィルム同±またけ金属化フィルムと非金属
   化フィルムとを捲回または積層し端面に金属溶射部を形
   成してなる金属化フィルムコンデンサにおいて、前記金
   属化フィルムまたは非金属化フィルムの金属溶射を施す
   縁辺部に該フィルムの厚さ方向に突出する突起を該フィ
   ルムの長さ方向に連続して設けたことを特徴とする金属
   化フィルムコンデンサ。 ２ 金属化フィルムが両面金属化フィルムの少くとも片
   面に誘電体層を形成した複合フィルムであることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の金属化フィルムコ
   ンデンサ。 ３ 金属蒸着部と蒸着マージン部とが交互に形成されて
   複数のコンデンサ電極配列をなしている金属化フィルム
   の各々の蒸着マージン部にその厚さ方向に突出する突起
   を形成し、コンデンサ構成に必要な他のフィルムまたは
   該金属化フィルム上に形成した誘電体層とともに巻取り
   、加熱プレスしたのち蒸着マージン部をスリットして板
   状のコンデンサ素体となし、続いてスリット断面に金属
   溶射を施す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。