WO2020044778A1 - コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents

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WO2020044778A1
WO2020044778A1 PCT/JP2019/026312 JP2019026312W WO2020044778A1 WO 2020044778 A1 WO2020044778 A1 WO 2020044778A1 JP 2019026312 W JP2019026312 W JP 2019026312W WO 2020044778 A1 WO2020044778 A1 WO 2020044778A1
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WO
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gas barrier
barrier film
capacitor
film
capacitor element
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PCT/JP2019/026312
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English (en)
French (fr)
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竹岡 宏樹
康一 西村
崇史 奥戸
透 井上
浩正 尾崎
律夫 正岡
Original Assignee
パナソニックIpマネジメント株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G2/00Details of capacitors not covered by a single one of groups H01G4/00-H01G11/00
    • H01G2/10Housing; Encapsulation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/32Wound capacitors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004Details
    • H01G9/08Housing; Encapsulation

Definitions

  • the present disclosure generally relates to a capacitor and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a capacitor in which a capacitor element is sealed and a method for manufacturing the same.
  • Patent Document 1 discloses a method for manufacturing a film capacitor.
  • this method of manufacturing a film capacitor first, metallicon electrodes are formed on both end surfaces of a wound body formed by winding a metallized film, and external terminals are attached to the electrode portions to manufacture a capacitor element.
  • the capacitor element is immersed in a liquid thermosetting resin containing no filler under reduced pressure, the outer periphery of the capacitor element is coated with the liquid resin, and the liquid resin is heated and cured to form a resin layer. .
  • the capacitor element is housed in an outer case, and the outer case is filled with a filler-containing resin and cured.
  • the film capacitor is manufactured by sealing the opening of the outer case with the resin.
  • Patent Document 1 attempts to improve the moisture resistance of the film capacitor, but does not consider weight reduction.
  • An object of the present disclosure is to provide a capacitor capable of achieving weight reduction and improving moisture resistance and a method of manufacturing the same.
  • a capacitor according to an aspect of the present disclosure includes a capacitor element, a resin exterior body that seals the capacitor element, and a gas barrier film that covers at least a part of a surface of the resin exterior body.
  • the method for manufacturing a capacitor according to one embodiment of the present disclosure includes the following steps A to D.
  • Step A a step of disposing a gas barrier film in close contact with the molding die in a cavity of the molding die, and disposing a capacitor element;
  • Step B a step of injecting a liquid thermosetting resin composition into the cavity of the molding die, heating the thermosetting resin composition and semi-curing to form a semi-cured product,
  • Step C a step of taking out the semi-cured material from the cavity of the molding die, and
  • Step D a step of further heating and completely curing the semi-cured material.
  • FIG. 1 is a perspective view of the capacitor according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2A is a process drawing (perspective view) of a method for manufacturing a wound capacitor element.
  • FIG. 2B is a perspective view of the wound capacitor element.
  • FIG. 3A is a process drawing (perspective view) of the method for manufacturing the multilayer capacitor element.
  • FIG. 3B is a process drawing (cross-sectional view) of the method for manufacturing the multilayer capacitor element.
  • FIG. 3C is a partially broken perspective view of the multilayer capacitor element shown in FIG. 3B.
  • FIG. 3D is a perspective view of the multilayer capacitor element.
  • 4A to 4D are explanatory diagrams of each step of the method for manufacturing the capacitor according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a perspective view of a capacitor according to the second embodiment of the present disclosure.
  • 6A to 6D are explanatory diagrams of each step of the method for manufacturing a capacitor according to the second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a perspective view of a capacitor according to the third embodiment of the present disclosure.
  • 8A to 8D are explanatory diagrams of each step of the method for manufacturing the capacitor according to the third embodiment of the present disclosure.
  • a capacitor 1 according to the first embodiment includes a capacitor element 2, a resin exterior body 3, and a gas barrier film 4.
  • the resin exterior body 3 seals the capacitor element 2.
  • the gas barrier film 4 covers a part of the surface of the resin exterior body 3.
  • the capacitor 1 does not have an outer case as described in Patent Document 1. That is, the capacitor 1 has a so-called caseless structure. Therefore, the weight of the capacitor 1 can be reduced by at least an amount corresponding to a conventional exterior case.
  • the capacitor element 2 is sealed with the resin exterior body 3. Therefore, the capacitor 1 has improved moisture resistance. Further, a part of the surface of the resin exterior body 3 is covered with the gas barrier film 4.
  • the gas barrier film 4 is less permeable to gases such as water vapor, even though it is thinner than the resin outer package 3. Therefore, for example, as shown in FIG. 4D, the thickness T1 of the resin exterior body 3 at the location where the gas barrier film 4 is covered is smaller than the thickness T1 of the resin exterior body 3 where the location is not covered with the gas barrier film 4. It can be thin (T1 ⁇ T2). A further reduction in weight can be realized as much as the thickness can be reduced.
  • the capacitor 1 according to the first embodiment weight reduction can be realized and moisture resistance can be improved.
  • the capacitor 1 according to the first embodiment employs a so-called caseless structure, and does not include an outer case as described in Patent Document 1. That is, the capacitor 1 is a caseless capacitor. As shown in FIG. 1, the capacitor 1 includes a capacitor element 2, a resin casing 3, and a gas barrier film 4. The capacitor element 2, the resin outer package 3, and the gas barrier film 4 are integrated.
  • the capacitor element 2 has a plastic film as a dielectric.
  • the capacitor element 2 may be a wound capacitor element 7 (see FIG. 2B) or a multilayer capacitor element 8 (see FIG. 3D).
  • wound capacitor element 7 and the multilayer capacitor element 8 will be described.
  • the wound capacitor element 7 can be manufactured, for example, as follows. First, a first metallized film 71 and a second metallized film 72 are prepared (see FIG. 2A).
  • the first metallized film 71 has a first dielectric film 701 and a first conductive layer 711.
  • the first dielectric film 701 is a long object.
  • a first conductive layer 711 is formed on one surface of the first dielectric film 701 except for a first margin portion 721.
  • the first margin portion 721 is a portion where the first dielectric film 701 is exposed, and is formed along the one long side of the first dielectric film 701 in a strip shape smaller than the first conductive layer 711. I have.
  • the second metallized film 72 is formed similarly to the first metallized film 71. That is, the second metalized film 72 has the second dielectric film 702 and the second conductive layer 712.
  • the second dielectric film 702 is a long object having the same width as the first dielectric film 701.
  • a second conductive layer 712 is formed on one surface of the second dielectric film 702 except for a second margin portion 722.
  • the second margin portion 722 is a portion where the second dielectric film 702 is exposed, and is formed along the one long side of the second dielectric film 702 in a strip shape smaller than the second conductive layer 712. I have.
  • the first dielectric film 701 and the second dielectric film 702 are made of, for example, polypropylene, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyphenyl sulfide, polystyrene, or the like.
  • the first conductive layer 711 and the second conductive layer 712 are formed by a method such as an evaporation method or a sputtering method.
  • the first conductive layer 711 and the second conductive layer 712 are formed of, for example, aluminum, zinc, magnesium, or the like.
  • the two long sides of each of the first metallized film 71 and the second metallized film 72 are aligned and overlapped.
  • the first dielectric film 701 or the second dielectric film 702 is interposed between the first conductive layer 711 and the second conductive layer 712.
  • the long side where the first margin portion 721 is formed and the long side where the second margin portion 722 is formed are reversed.
  • the first external electrode 21 and the second external electrode 22 are formed on both ends of the wound body 74 by metallikon (metal spraying method), whereby the wound capacitor element 7 can be obtained.
  • the first external electrode 21 is electrically connected to the first conductive layer 711 (first internal electrode).
  • the second external electrode 22 is electrically connected to the second conductive layer 712 (second internal electrode).
  • the first conductive layer 711 and the second conductive layer 712 form a pair of internal electrodes.
  • the first external electrode 21 and the second external electrode 22 are formed of, for example, zinc or the like.
  • the first bus bar 91 is electrically connected to the first external electrode 21, and the second bus bar 92 is electrically connected to the second external electrode 22.
  • this connection method include solder welding, resistance welding, and ultrasonic welding.
  • the first bus bar 91 and the second bus bar 92 are formed in a plate shape from, for example, copper or a copper alloy.
  • the multilayer capacitor element 8 can be manufactured, for example, as follows. First, a first metallized film 81 and a second metallized film 82 are prepared (see FIG. 3A).
  • the first metallized film 81 has a first dielectric film 801 and a first conductive layer 811.
  • the first dielectric film 801 has a rectangular shape.
  • a first conductive layer 811 is formed on one surface of the first dielectric film 801 except for a first margin portion 821.
  • the first margin portion 821 is formed in a belt shape smaller than the first conductive layer 811 along one side of the first dielectric film 801.
  • the second metallized film 82 is formed similarly to the first metallized film 81. That is, the second metallized film 82 has the second dielectric film 802 and the second conductive layer 812.
  • the second dielectric film 802 has the same rectangular shape as the first dielectric film 801.
  • the second conductive layer 812 is formed on one surface of the second dielectric film 802 except for the second margin portion 822.
  • the second margin portion 822 is formed along one side of the second dielectric film 802 in a band shape smaller than the second conductive layer 812.
  • the first dielectric film 801 and the second dielectric film 802 are formed of, for example, polypropylene, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyphenyl sulfide, polystyrene, or the like.
  • the first conductive layer 811 and the second conductive layer 812 are formed by a method such as an evaporation method or a sputtering method.
  • the first conductive layer 811 and the second conductive layer 812 are formed of, for example, aluminum, zinc, magnesium, or the like.
  • the first metallized film 81 and the second metallized film 82 are alternately overlapped so that the four sides are aligned.
  • the first dielectric film 801 or the second dielectric film 802 is interposed between the first conductive layer 811 and the second conductive layer 812. Further, one side where the first margin portion 821 is formed and one side where the second margin portion 822 is formed are opposed to each other.
  • the first margin portion 821 is arranged rearward (negative direction of the X axis), and the second margin portion 822 is arranged forward (positive direction of the X axis).
  • a laminated body 83 as shown in FIGS. 3B and 3C can be obtained.
  • the laminate 83 is covered with a protective film 84 except for the front surface (the surface facing the positive direction of the X axis) and the rear surface (the surface facing the negative direction of the X axis).
  • the protection film 84 is a film having electrical insulation.
  • the multilayer capacitor element 8 can be obtained by forming the first external electrode 21 and the second external electrode 22 on the front surface and the rear surface of the laminate 83 by metallikon (metal spraying method), respectively (see FIG. 3D). ).
  • the first external electrode 21 is electrically connected to the first conductive layer 811 (first internal electrode).
  • the second external electrode 22 is electrically connected to the second conductive layer 812 (second internal electrode).
  • the first conductive layer 811 and the second conductive layer 812 form a pair of internal electrodes.
  • the first external electrode 21 and the second external electrode 22 are formed of, for example, zinc or the like.
  • the first bus bar 91 is electrically connected to the first external electrode 21, and the second bus bar 92 is electrically connected to the second external electrode 22.
  • this connection method include solder welding, resistance welding, and ultrasonic welding.
  • the first bus bar 91 and the second bus bar 92 are formed in a plate shape from, for example, copper or a copper alloy.
  • the resin exterior body 3 seals the capacitor element 2. More specifically, the resin exterior body 3 seals the entire capacitor element 2 except for the first bus bar 91 and the second bus bar 92. The first bus bar 91 and the second bus bar 92 protrude from the surface of the resin exterior body 3.
  • the resin exterior body 3 is wrapped tightly so that the capacitor element 2 is not exposed to the outside air, and is protected from the external environment.
  • the moisture resistance of the capacitor 1 can be improved. That is, the invasion of gas such as water vapor from the outside can be prevented by the resin exterior body 3, and the deterioration of the capacitor element 2 can be suppressed.
  • the shape of the resin exterior body 3 is not particularly limited.
  • the resin outer package 3 is a cured product of the thermosetting resin composition 30.
  • the cured product is a C-stage substance and is insoluble and infusible.
  • the C-stage is the final state of the curing reaction of the thermosetting resin composition 30.
  • thermosetting resin composition 30 at room temperature (25 ° C.) before the curing reaction is a liquid and is a composition containing a thermosetting resin.
  • the thermosetting resin is not particularly limited, and examples thereof include an epoxy resin, an unsaturated polyester resin, and a polyimide resin. Of these, epoxy resins are preferred. Epoxy resins have excellent properties such as heat resistance, chemical resistance, toughness, electrical insulation and adhesiveness.
  • the thermosetting resin composition 30 may contain an inorganic filler.
  • the inorganic filler is not particularly limited, and examples thereof include silica, alumina, silicon nitride, boron nitride, magnesia, boehmite, calcium carbonate, aluminum hydroxide, and talc. Among them, silica is preferable from the viewpoint of mechanical strength.
  • the content of the inorganic filler is, for example, 90% by mass or less based on the total mass of the thermosetting resin composition.
  • the content of the inorganic filler is preferably as small as possible from the viewpoint of ensuring fluidity during molding.
  • thermosetting resin composition 30 may contain a known curing agent, a catalyst, and the like, if necessary.
  • the gas barrier film 4 is a film having gas barrier properties.
  • the gas barrier property is a property that it is difficult to transmit a gas such as water vapor.
  • the gas barrier film 4 includes a base film 41 and a gas barrier layer 42 (see FIG. 4D).
  • the gas barrier layer 42 is formed on the base film 41.
  • the gas barrier layer 42 has gas barrier properties.
  • the base film 41 is a polyethylene terephthalate (PET) film (melting point 265 ° C., glass transition point 80 ° C. (TMA method)), a polyphenylene sulfide (PPS) film (melting point 280 ° C., glass transition point 100 ° C.), polyether sulfone Either a (PES) film (glass transition point 220 ° C), a polyetherimide (PEI) film (glass transition point 220 ° C), or a polyetheretherketone (PEEK) film (melting point 340 ° C, glass transition point 140 ° C) It is preferred that These films have excellent heat resistance. Therefore, it can withstand the heating temperature during liquid injection molding described below.
  • the above melting point and glass transition point are data obtained by the DSC method (heating rate: 10 ° C./min).
  • the gas barrier layer 42 has gas barrier properties.
  • the gas barrier layer 42 contains silicon oxide and / or aluminum oxide.
  • the gas barrier layer 42 can be formed by, for example, an evaporation method, a sputtering method, a plasma CVD method, or the like.
  • the gas barrier film 4 covers a part of the surface of the resin exterior body 3.
  • the gas barrier layer 42 is adhered to the resin exterior body 3 and the base film 41 faces the outside (see FIG. 4D).
  • the weight of the capacitor 1 can be further reduced.
  • the main reason is that the gas barrier film 4 is less permeable to gases such as water vapor even if the gas barrier film 4 is thinner than the resin outer package 3.
  • the resin exterior body 3 cannot suppress the permeation of gas such as water vapor unless a certain thickness is secured.
  • T2 is the thickness of the resin exterior body 3 at a location where the gas barrier film 4 is not covered. More specifically, T2 is the distance from the interface between the capacitor element 2 and the resin exterior body 3 to the outer surface of the resin exterior body 3. In such a place where the gas barrier film 4 is not covered, the resin exterior body 3 is exposed, and it is necessary to secure the thickness of the resin exterior body 3 alone to such an extent that the transmission of gas such as water vapor can be suppressed.
  • T1 is the thickness of the resin exterior body 3 at the location where the gas barrier film 4 is covered. More specifically, T1 is the distance from the interface between the capacitor element 2 and the resin exterior body 3 to the interface between the resin exterior body 3 and the gas barrier film 4. Since the gas barrier film 4 can suppress the permeation of gas such as water vapor at the portion where the gas barrier film 4 is covered in this manner, the thickness T1 of only the resin exterior body 3 can be made smaller than the above T2.
  • the gas barrier film 4 is less permeable to water vapor than the resin outer package 3 even though it is thin. Therefore, as shown in FIG. 4D, in the capacitor 1, the thickness of the resin exterior body 3 at the location where the gas barrier film 4 is covered is smaller than the thickness T2 of the resin exterior body 3 where the gas barrier film 4 is not covered. T1 can be reduced (T1 ⁇ T2). Therefore, a further reduction in weight can be realized by an amount corresponding to such a reduction in thickness.
  • the capacitor 1 according to the first embodiment can be manufactured by liquid injection molding (LIM: Liquid Injection Molding).
  • Liquid injection molding is a molding method in which a liquid material is injected into a mold and reaction-cured to obtain a molded product. In this molding method, low-pressure molding is possible because a liquid material is used, and a low-pressure metering pump and a mixer can be employed. Liquid injection molding is suitable for making the capacitor 1 according to the first embodiment caseless.
  • transfer molding is used for resin sealing of semiconductors.
  • mechanical and thermal damage to the capacitor element 2 is smaller in liquid injection molding than in transfer molding. Even if transfer molding at a low temperature (for example, about 100 ° C.) is possible, liquid injection molding is smaller in mechanical damage to the capacitor element 2.
  • the molding die 6 is an injection molding die used as a molding die.
  • the molding die 6 includes a first die 61 and a second die 62, and is formed to be controllable at a desired temperature.
  • the first mold 61 has a first recess 601 formed therein.
  • the second mold 62 has a second concave portion 602 formed therein.
  • the first recess 601 and the second recess 602 form the cavity 60 inside the molding die 6 when the first mold 61 and the second mold 62 are closed (see FIG. 4C).
  • the molding die 6 is provided with a sprue 600 serving as a resin injection path communicating with the cavity 60.
  • An injection nozzle 63 for injecting the liquid thermosetting resin composition 30 is connected to the sprue 600.
  • the liquid thermosetting resin composition 30 is injected into the cavity 60 from the injection nozzle 63 through the sprue 600 to perform injection molding.
  • the method for manufacturing the capacitor 1 according to the first embodiment includes the following steps A to D. Each step will be described in order.
  • step A the gas barrier film 4 is placed in close contact with the molding die 6 in the cavity 60 of the molding die 6.
  • the gas barrier film 4 is disposed in close contact with the bottom surface of the first concave portion 601 of the first mold 61.
  • the gas barrier film 4 can be brought into close contact with the inner surface of the cavity 60 by, for example, vacuuming.
  • a release agent may be applied to the inner surfaces of the first concave portion 601 and the second concave portion 602 before disposing the gas barrier film 4. Good.
  • the capacitor element 2 is arranged in the cavity 60 of the molding die 6.
  • the capacitor element 2 is arranged away from the gas barrier film 4 so that the capacitor element 2 does not contact the gas barrier film 4 when the first mold 61 and the second mold 62 are closed (FIG. 4C).
  • the reason for this arrangement is to inject and interpose the thermosetting resin composition 30 between the gas barrier film 4 and the capacitor element 2.
  • the capacitor element 2 is arranged so that the capacitor element 2 does not contact the inner surface of the cavity 60 when the first mold 61 and the second mold 62 are closed (FIG. 4C).
  • the capacitor element 2 is arranged in the cavity 60.
  • the bus bar 9 of the capacitor element 2 is sandwiched by the joint between the first mold 61 and the second mold 62. Therefore, capacitor element 2 is arranged in a state of being floated in cavity 60.
  • the capacitor element 2 is arranged away from the gas barrier film 4, but the capacitor element 2 may be arranged without separating from the gas barrier film 4. At least a part of the capacitor element 2 may contact the gas barrier film 4.
  • step B the liquid thermosetting resin composition 30 is injected into the cavity 60 of the molding die 6.
  • the injection nozzle 63 is connected to the sprue 600.
  • the joint between the first mold 61 and the second mold 62 is hermetically sealed.
  • the inside of the cavity 60 is sucked by a vacuum pump or the like (not shown).
  • the pressure inside the cavity 60 is reduced to 10 Torr (about 1.33 kPa).
  • the liquid thermosetting resin composition 30 is injected into the cavity 60 from the tip 631 of the injection nozzle 63.
  • the liquid thermosetting resin composition 30 may not contain a solvent (no solvent) or may contain a solvent.
  • the liquid thermosetting resin composition 30 is an A-stage substance.
  • the A-stage is the initial state of the curing reaction.
  • the injection nozzle 63 arranges the plunger 633 concentrically in the nozzle main pipe 632 and advances the plunger 633 so that the liquid thermosetting resin composition 30 can be intermittently injected into the cavity 60. It has become. Since the thermosetting resin composition 30 is originally liquid at room temperature, the pressure for injection can be reduced, and mechanical damage to the capacitor element 2 can be suppressed.
  • thermosetting resin composition 30 is heated and semi-cured to form a semi-cured product 31. That is, by filling the liquid thermosetting resin composition 30 into the cavity 60 and heating the molding die 6 at a predetermined temperature, the curing reaction of the liquid thermosetting resin composition 30 proceeds halfway. Thus, a semi-cured product 31 is formed.
  • Semi-cured material 31 is a B-stage material.
  • the B-stage is an intermediate state of curing of the thermosetting resin composition 30. That is, when heated, the liquid thermosetting resin composition 30 shifts from the A-stage to the B-stage and becomes a semi-cured material 31. When the semi-cured material 31 is further heated, it shifts from the B-stage to the C-stage and becomes a cured product.
  • the heating in the step B is preferably performed at a temperature that does not damage the dielectric (for example, a plastic film such as a polypropylene film) of the capacitor element 2.
  • the heating temperature in the step B is preferably in a range from 90 ° C to 120 ° C, more preferably in a range from 90 ° C to 100 ° C.
  • the heating time is preferably from 3 minutes to 25 minutes, more preferably from 3 minutes to 10 minutes, in consideration of productivity.
  • the heating temperature in the step B is lower than the glass transition temperature of the base film 41 of the gas barrier film 4.
  • step C the semi-cured product 31 is taken out of the cavity 60 of the molding die 6. That is, after the holding pressure and cooling are appropriately performed, the first mold 61 and the second mold 62 are opened, and the semi-cured material 31 is taken out. The molding die 6 from which the semi-cured product 31 has been taken out is subjected to the next injection. When the semi-cured material 31 is taken out, a portion cured by the sprue 600 adheres to the semi-cured material 31, but this portion is appropriately removed after the process C or the process D.
  • step D the semi-cured material 31 is further heated to be completely cured. That is, post-curing (also referred to as after-curing or post-curing) is performed.
  • the post-curing means that after the semi-cured material 31 is released from the mold, it is heated again in another type of heating chamber such as a drying furnace to sufficiently cure the semi-cured material 31.
  • post-curing can be performed by heating a plurality of semi-cured materials 31 collectively on a heating stage or in a heating oven.
  • a plurality of semi-cured materials can be collectively processed.
  • Performing post-curing after releasing the semi-cured material 31 from the molding die 6 has advantages such as removal of distortion.
  • the capacitor 1 as shown in FIG. 1 is obtained.
  • the heating in the step D is preferably performed at a temperature at which the dielectric (eg, a plastic film such as a polypropylene film) of the capacitor element 2 is not damaged.
  • the heating temperature in the step D is preferably in a range from 90 ° C to 120 ° C, more preferably in a range from 90 ° C to 100 ° C.
  • the heating time for post-curing is preferably 2 hours or less, more preferably 1 hour or less.
  • the heating temperature in the step D is lower than the glass transition temperature of the base film 41 of the gas barrier film 4.
  • the capacitor 1 As shown in FIG. 5, the capacitor 1 according to the second embodiment includes a capacitor element 2, a resin outer package 3, and a gas barrier film 4.
  • the resin exterior body 3 seals the capacitor element 2.
  • the gas barrier film 4 covers the entire surface of the resin exterior body 3.
  • the capacitor 1 does not have an outer case as described in Patent Document 1. That is, the capacitor 1 has a so-called caseless structure. Therefore, the weight of the capacitor 1 can be reduced by at least an amount corresponding to a conventional exterior case.
  • the capacitor element 2 is sealed with the resin exterior body 3. Therefore, the capacitor 1 has improved moisture resistance. Further, the entire surface of the resin exterior body 3 is covered with the gas barrier film 4.
  • the gas barrier film 4 is less permeable to gases such as water vapor, even though it is thinner than the resin outer package 3. Therefore, the thickness of the resin exterior body 3 can be reduced as compared with the case where the gas barrier film 4 is not used. A further reduction in weight can be realized as much as the thickness can be reduced.
  • the weight can be reduced and the moisture resistance can be improved.
  • the capacitor 1 according to the second embodiment employs a so-called caseless structure, and does not include an outer case as described in Patent Document 1. That is, the capacitor 1 is a caseless capacitor. As shown in FIG. 5, the capacitor 1 includes a capacitor element 2, a resin outer package 3, and a gas barrier film 4. The capacitor element 2, the resin outer package 3, and the gas barrier film 4 are integrated.
  • the capacitor element 2 is the same as in the first embodiment.
  • the resin exterior body 3 is the same as in the first embodiment.
  • the configuration itself of the gas barrier film 4 is the same as in the first embodiment.
  • the gas barrier film 4 covers the entire surface of the resin exterior body 3. Further, the gas barrier film 4 covers a part of each of the first bus bar 91 and the second bus bar 92, but the rest of each of the first bus bar 91 and the second bus bar 92 protrudes outside. As described above, the gas barrier film 4 wraps the resin exterior body 3 without any gap so as not to contact the outside air.
  • the gas barrier film 4 has the base film 41 and the gas barrier layer 42, the gas barrier layer 42 is adhered to the resin package 3 and the base film 41 faces the outside (see FIG. 6D).
  • the weight of the capacitor 1 can be further reduced.
  • the main reason is that the gas barrier film 4 is less permeable to gases such as water vapor even if the gas barrier film 4 is thinner than the resin outer package 3.
  • the resin exterior body 3 cannot suppress the permeation of gas such as water vapor unless a certain thickness is secured.
  • step A is different from the first embodiment, and the steps BD are the same as the first embodiment.
  • step A will be particularly described, and step C will be supplemented.
  • step A the gas barrier film 4 is placed in close contact with the molding die 6 so as to surround the cavity 60 in the cavity 60 of the molding die 6.
  • the gas barrier film 4 is disposed in close contact with at least the entire inner surface of each of the first concave portion 601 of the first die 61 and the second concave portion 602 of the second die 62. I have.
  • the gas barrier film 4 can be brought into close contact with the inner surface of the cavity 60 by, for example, vacuuming.
  • a release agent may be applied to the inner surfaces of the first concave portion 601 and the second concave portion 602 before disposing the gas barrier film 4. Good.
  • the capacitor element 2 is disposed so as to be surrounded by the gas barrier film 4 in the cavity 60 of the molding die 6.
  • the capacitor element 2 is arranged away from the gas barrier film 4 so that the capacitor element 2 does not contact the gas barrier film 4 when the first mold 61 and the second mold 62 are closed (FIG. 6C).
  • the reason for this arrangement is to inject and interpose the thermosetting resin composition 30 between the gas barrier film 4 and the capacitor element 2. Then, the first recess 601 and the second recess 602 face each other, the first mold 61 and the second mold 62 are closed, and the capacitor element 2 is arranged in the cavity 60.
  • capacitor element 2 is arranged in a state of being floated in cavity 60.
  • the capacitor element 2 is arranged away from the gas barrier film 4, but the capacitor element 2 may be arranged without separating from the gas barrier film 4. At least a part of the capacitor element 2 may contact the gas barrier film 4.
  • Step C When the semi-cured material 31 is taken out, a portion cured by the sprue 600 adheres to the semi-cured material 31, but this portion is appropriately removed after the process C or the process D.
  • the gas barrier film 4 When a part of the outer surface of the resin exterior body 3 is exposed to the outside due to the removal or the like, the gas barrier film 4 may be appropriately bonded and coated on the exposed part using a known adhesive or the like. .
  • the capacitor 1 includes a capacitor element 2, a resin outer package 3, a gas barrier film 4, and a metal layer 5.
  • the resin exterior body 3 seals the capacitor element 2.
  • the gas barrier film 4 covers a part of the surface of the resin exterior body 3.
  • the metal layer 5 covers the rest of the surface of the resin exterior body 3.
  • the capacitor 1 does not have an outer case as described in Patent Document 1. That is, the capacitor 1 has a so-called caseless structure. Therefore, the weight of the capacitor 1 can be reduced by at least an amount corresponding to a conventional exterior case.
  • the capacitor element 2 is sealed with the resin exterior body 3. Therefore, the capacitor 1 has improved moisture resistance. Further, the entire surface of the resin exterior body 3 is covered with the gas barrier film 4 and the metal layer 5. Here, even though the gas barrier film 4 and the metal layer 5 are thinner than the resin exterior body 3, they are less permeable to gas such as water vapor. Therefore, the thickness of the resin exterior body 3 can be reduced as compared with the case where the gas barrier film 4 and the metal layer 5 are not used. A further reduction in weight can be realized as much as the thickness can be reduced.
  • the weight can be reduced and the moisture resistance can be improved.
  • the capacitor 1 according to the third embodiment employs a so-called caseless structure, and does not include an outer case as described in Patent Document 1. That is, the capacitor 1 is a caseless capacitor. As shown in FIG. 7, the capacitor 1 includes a capacitor element 2, a resin exterior 3, a gas barrier film 4, and a metal layer 5. The capacitor element 2, the resin exterior body 3, the gas barrier film 4, and the metal layer 5 are integrated.
  • the capacitor element 2 is the same as in the first embodiment.
  • the resin exterior body 3 is the same as in the first embodiment.
  • the configuration itself of the gas barrier film 4 is the same as in the first embodiment.
  • the gas barrier film 4 covers a part of the surface of the resin exterior body 3.
  • each of the first bus bar 91 and the second bus bar 92 penetrates the gas barrier film 4 covering the resin exterior body 3 and protrudes to the outside.
  • the gas barrier film 4 has the base film 41 and the gas barrier layer 42, the gas barrier layer 42 is adhered to the resin package 3 and the base film 41 faces the outside (see FIG. 8D). By coating in this way, the weight of the capacitor 1 can be further reduced.
  • the gas barrier film 4 is less permeable to gases such as water vapor even if the gas barrier film 4 is thinner than the resin outer package 3.
  • the resin exterior body 3 cannot suppress the permeation of gas such as water vapor unless a certain thickness is secured.
  • the metal layer 5 has such a property that it is difficult to transmit gas such as water vapor. Further, the metal layer 5 has higher thermal conductivity than the resin exterior body 3 and the gas barrier film 4.
  • the metal layer 5 is a metal plate, a plating layer, a vapor deposition layer, or the like. Specific examples of the metal forming the metal layer 5 include copper, aluminum, iron, stainless steel, magnesium, silver, gold, nickel, and platinum.
  • the metal layer 5 covers the remaining part of the surface of the resin exterior body 3. By coating in this way, the weight of the capacitor 1 can be further reduced. The main reason is that even if the metal layer 5 is thinner than the resin exterior body 3, it is difficult to transmit gas such as water vapor. On the other hand, the resin exterior body 3 cannot suppress the permeation of gas such as water vapor unless a certain thickness is secured. Further, even if the capacitor element 2 becomes high heat and heat is stored in the resin exterior body 3, the heat dissipation effect can be obtained by covering the resin exterior body 3 with the metal layer 5. Note that the first bus bar 91 and the second bus bar 92 are not in contact with the metal layer 5 from the viewpoint of preventing short circuit. Both are electrically insulated.
  • the “remaining part of the surface of the resin exterior body 3” means a remaining part excluding a part of the surface of the resin exterior body 3 covered with the gas barrier film 4 from the entire surface of the resin exterior body 3. I do. That is, the entire surface of the resin exterior body 3 includes a part and a remaining part. Thus, the gas barrier film 4 and the metal layer 5 wrap the resin exterior body 3 without any gap so as not to contact the outside air.
  • the molding die 6 is an injection molding die used as a molding die.
  • the molding die 6 includes a first die 61 and a second die 62, and is formed to be controllable at a desired temperature.
  • a flat surface 611 is formed on the first die 61.
  • a concave portion 602 is formed in the second mold 62. The flat surface 611 and the concave portion 602 form the cavity 60 inside the molding die 6 when the first die 61 and the second die 62 are closed (see FIG. 8C).
  • the molding die 6 is provided with a sprue 600 serving as a resin injection path communicating with the cavity 60.
  • An injection nozzle 63 for injecting the liquid thermosetting resin composition 30 is connected to the sprue 600.
  • the liquid thermosetting resin composition 30 is injected into the cavity 60 from the injection nozzle 63 through the sprue 600 to perform injection molding.
  • step A is different from the first embodiment, and the steps BD are the same as the first embodiment.
  • step A will be particularly described, and step C will be supplemented.
  • the gas barrier film 4 and the metal layer 5 are disposed in close contact with the molding die 6 in the cavity 60 of the molding die 6.
  • the gas barrier film 4 is disposed in close contact with at least the entire inner surface of the second concave portion 602 of the second mold 62.
  • the metal layer 5 is disposed in close contact with the flat surface 611 of the first mold 61.
  • the gas barrier film 4 and the metal layer 5 can be brought into close contact with the inner surface of the cavity 60 by, for example, vacuuming.
  • a release agent is applied to the flat surface 611 and the inner surface of the concave portion 602 before disposing the gas barrier film 4 and the metal layer 5. Is also good.
  • the capacitor element 2 is disposed so as to be surrounded by the gas barrier film 4 and the metal layer 5 in the cavity 60 of the molding die 6.
  • the capacitor element 2 is separated from the gas barrier film 4 and the metal layer 5 so that the capacitor element 2 does not contact the gas barrier film 4 and the metal layer 5 when the first mold 61 and the second mold 62 are closed. 2 (FIG. 8C).
  • the reason for this arrangement is to inject and interpose the thermosetting resin composition 30 between the gas barrier film 4 and the metal layer 5 and the capacitor element 2. Then, the flat surface 611 and the concave portion 602 face each other, the first mold 61 and the second mold 62 are closed, and the capacitor element 2 is arranged in the cavity 60.
  • capacitor element 2 is arranged in a state of being floated in cavity 60.
  • the capacitor element 2 is arranged apart from the gas barrier film 4 and the metal layer 5, but at least a part of the capacitor element 2 may be in contact with the gas barrier film 4.
  • the metal layer 5 and the capacitor element 2 are electrically insulated.
  • Step C When the semi-cured material 31 is taken out, a portion cured by the sprue 600 adheres to the semi-cured material 31, but this portion is appropriately removed after the process C or the process D.
  • the gas barrier film 4 When a part of the outer surface of the resin exterior body 3 is exposed to the outside due to the removal or the like, the gas barrier film 4 may be appropriately bonded and coated on the exposed part using a known adhesive or the like. .
  • the resin exterior body 3 seals only one capacitor element 2, but may seal two or more capacitor elements 2.
  • the two bus bars 9 protrude forward (positive direction on the X axis) and rearward (negative direction on the X axis) from the resin exterior body 3 (FIGS. 1, 5, And FIG. 7).
  • the projecting directions of the two bus bars 9 are not particularly limited.
  • the molding die 6 may be a multi-cavity die. That is, in the first to third embodiments, the molding die 6 has only one cavity 60, but may have two or more cavities 60. In this case, a plurality of capacitors 1 can be manufactured at one time.
  • the sprue 600 is formed when the first mold 61 and the second mold 62 are closed, but may be provided in either the first mold 61 or the second mold 62. .
  • the capacitor 1 is manufactured by setting a metal plate as the metal layer 5 in the molding die 6.
  • the metal layer 5 may be formed after the semi-cured material 31 is completely cured. That is, after the semi-cured material 31 is completely cured, a metal plate is adhered as a metal layer 5 to a portion where the resin exterior body 3 is exposed without being covered with the gas barrier film 4, or a plating layer or a vapor deposition layer is formed. Or may be formed.
  • the capacitor (1) includes a capacitor element (2), a resin exterior body (3) for sealing the capacitor element (2), and at least a part of the surface of the resin exterior body (3). And a gas barrier film (4) for covering the substrate.
  • the weight can be reduced and the moisture resistance can be improved.
  • the gas barrier film (4) covers the entire surface of the resin exterior body (3).
  • the weight can be reduced and the moisture resistance can be improved.
  • the capacitor (1) according to the third aspect is the same as the first aspect, further including a metal layer (5).
  • the gas barrier film (4) covers a part of the surface of the resin exterior body (3).
  • the metal layer (5) covers the rest of the surface of the resin exterior body (3).
  • the weight can be reduced and the moisture resistance can be improved.
  • a capacitor (1) according to a fourth aspect is the capacitor (1) according to any one of the first to third aspects, wherein the gas barrier film (4) is formed on the base film (41) and the base film (41).
  • a gas barrier layer (42) contains silicon oxide and / or aluminum oxide.
  • the moisture resistance of the capacitor (1) can be further improved.
  • the method for manufacturing the capacitor (1) according to the fifth aspect includes the following steps A to D.
  • Step A a step of disposing the gas barrier film (4) in close contact with the molding die (6) in the cavity (60) of the molding die (6) and disposing the capacitor element (2);
  • Step B A liquid thermosetting resin composition (30) is injected into the cavity (60) of the molding die (6), and the thermosetting resin composition (30) is heated and semi-cured. Forming a semi-cured product (31);
  • Step C a step of taking out the semi-cured product (31) from the cavity (60) of the molding die (6); and Step D: a step of further heating the semi-cured product (31) to completely cure the semi-cured product (31).
  • the capacitor (1) which is lightweight and has excellent moisture resistance.
  • the step A may be such that the step (A) surrounds the cavity (60) in the cavity (60) of the molding die (6).
  • This is a step of arranging the gas barrier film (4) in close contact with the molding die (6) and arranging the capacitor element (2) so as to be surrounded by the gas barrier film (4).
  • the capacitor (1) which is lightweight and has excellent moisture resistance.
  • the step A is performed so that the step (A) surrounds the cavity (60) in the cavity (60) of the molding die (6).
  • a metal layer (5) and a gas barrier film (4) are disposed in close contact with the molding die (6), and the capacitor element (2) is surrounded by the metal layer (5) and the gas barrier film (4). ) Is a step of arranging.
  • the weight can be reduced and the moisture resistance can be improved.
  • the gas barrier film (4) includes a base film (41) and a base film (41). And a gas barrier layer (42) formed on the substrate.
  • the gas barrier layer (42) contains silicon oxide and / or aluminum oxide.
  • the moisture resistance can be further improved by adsorbing moisture with the gas barrier layer (42).
  • the heating temperature in the step B and the step D is set to the same value as the base film ( 41) lower than the glass transition temperature.

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Abstract

コンデンサ1は、コンデンサ素子2と、コンデンサ素子2を封止する樹脂外装体3と、樹脂外装体3の表面の少なくとも一部を被覆するガスバリアフィルム4と、を備える。

Description

コンデンサ及びその製造方法
 本開示は、一般にコンデンサ及びその製造方法に関し、より詳細にはコンデンサ素子が封止されたコンデンサ及びその製造方法に関する。
 特許文献1は、フィルムコンデンサの製造方法を開示している。このフィルムコンデンサの製造方法では、まず、金属化フィルムを巻回して形成した巻回体の両端面にメタリコン電極を形成し、この電極部に外部端子を取り付けてコンデンサ素子を製造する。次に、このコンデンサ素子を、フィラーを含まない液状の熱硬化性樹脂に減圧状態で浸漬して、コンデンサ素子の外周を液状樹脂にて被覆し、液状樹脂を加熱硬化して樹脂層を形成する。その後、コンデンサ素子を外装ケースに収納し、外装ケースにフィラー含有樹脂を充填して硬化する。このように、外装ケースの開口部を樹脂封止することにより、フィルムコンデンサが製造される。
 特許文献1では、フィルムコンデンサの耐湿性の向上を図っているが、軽量化は配慮されていない。
特開2005-294589号公報
 本開示の目的は、軽量化を実現し、耐湿性を向上させることができるコンデンサ及びその製造方法を提供することにある。
 本開示の一態様に係るコンデンサは、コンデンサ素子と、前記コンデンサ素子を封止する樹脂外装体と、前記樹脂外装体の表面の少なくとも一部を被覆するガスバリアフィルムと、を備える。
 本開示の一態様に係るコンデンサの製造方法は、以下の工程A~Dを含む。
 工程A:成形用金型のキャビティにおいて、ガスバリアフィルムを前記成形用金型に密着させて配置し、コンデンサ素子を配置する工程、
 工程B:前記成形用金型のキャビティに液状の熱硬化性樹脂組成物を注入し、前記熱硬化性樹脂組成物を加熱して半硬化させて半硬化物を形成する工程、
 工程C:前記成形用金型のキャビティから前記半硬化物を取り出す工程、及び
 工程D:前記半硬化物を更に加熱して完全硬化させる工程。
図1は、本開示の第1実施形態に係るコンデンサの斜視図である。 図2Aは、巻回型コンデンサ素子の製造方法の一工程図(斜視図)である。図2Bは、上記巻回型コンデンサ素子の斜視図である。 図3Aは、積層型コンデンサ素子の製造方法の一工程図(斜視図)である。図3Bは、積層型コンデンサ素子の製造方法の一工程図(断面図)である。図3Cは、図3Bに示す積層型コンデンサ素子の一部破断した斜視図である。図3Dは、上記積層型コンデンサ素子の斜視図である。 図4A~図4Dは、本開示の第1実施形態に係るコンデンサの製造方法の各工程の説明図である。 図5は、本開示の第2実施形態に係るコンデンサの斜視図である。 図6A~図6Dは、本開示の第2実施形態に係るコンデンサの製造方法の各工程の説明図である。 図7は、本開示の第3実施形態に係るコンデンサの斜視図である。 図8A~図8Dは、本開示の第3実施形態に係るコンデンサの製造方法の各工程の説明図である。
 (第1実施形態)
 以下、第1実施形態に係るコンデンサ1及びその製造方法について図面を参照して説明する。なお、一部の図面には、互いに直交するX軸(前後方向)、Y軸(左右方向)及びZ軸(上下方向)を図示している。これらの軸は、説明の都合上図示しただけであり、コンデンサ1などを使用する際の方向などを限定する趣旨ではない。
 (1)概要
 図1に示すように、第1実施形態に係るコンデンサ1は、コンデンサ素子2と、樹脂外装体3と、ガスバリアフィルム4と、を備える。樹脂外装体3は、コンデンサ素子2を封止している。ガスバリアフィルム4は、樹脂外装体3の表面の一部を被覆している。
 コンデンサ1は、特許文献1に記載されているような外装ケースを備えていない。つまり、コンデンサ1は、いわゆるケースレス構造を採用している。そのため、コンデンサ1は、少なくとも従来の外装ケースに相当する分だけ、軽量化を実現することができる。
 またコンデンサ素子2は、樹脂外装体3で封止されている。そのため、コンデンサ1は、耐湿性が向上している。さらに樹脂外装体3の表面の一部はガスバリアフィルム4で被覆されている。ここで、ガスバリアフィルム4は、樹脂外装体3に比べて、厚さが薄くても、水蒸気などのガスを透過させにくい。そのため、例えば、図4Dに示すように、ガスバリアフィルム4が被覆されていない箇所の樹脂外装体3の厚みT2に比べて、ガスバリアフィルム4が被覆されている箇所の樹脂外装体3の厚みT1を薄くすることができる(T1<T2)。このように薄くできる分だけ、更なる軽量化を実現することができる。
 したがって、第1実施形態に係るコンデンサ1によれば、軽量化を実現し、耐湿性を向上させることができる。
 (2)詳細
 (2.1)構成
 第1実施形態に係るコンデンサ1は、いわゆるケースレス構造を採用しており、特許文献1に記載されているような外装ケースを備えていない。つまり、コンデンサ1は、ケースレスコンデンサである。図1に示すように、コンデンサ1は、コンデンサ素子2と、樹脂外装体3と、ガスバリアフィルム4と、を備える。コンデンサ素子2、樹脂外装体3、及びガスバリアフィルム4は一体化されている。
 <コンデンサ素子>
 まずコンデンサ素子2について説明する。コンデンサ素子2は、プラスチックフィルムを誘電体として有する。コンデンサ素子2は、巻回型コンデンサ素子7(図2B参照)でもよいし、積層型コンデンサ素子8(図3D参照)でもよい。以下に、巻回型コンデンサ素子7及び積層型コンデンサ素子8の一例を示す。
 ≪巻回型コンデンサ素子≫
 巻回型コンデンサ素子7は、例えば、次のようにして製造することができる。まず第1金属化フィルム71及び第2金属化フィルム72を用意する(図2A参照)。
 第1金属化フィルム71は、第1誘電体フィルム701と、第1導電層711とを有する。第1誘電体フィルム701は、長尺物である。第1誘電体フィルム701の片面に、第1マージン部721を除いて、第1導電層711が形成されている。第1マージン部721は、第1誘電体フィルム701が露出している部分であり、第1誘電体フィルム701の一方の長辺に沿って、第1導電層711よりも細い帯状に形成されている。
 第2金属化フィルム72は、第1金属化フィルム71と同様に形成されている。すなわち、第2金属化フィルム72は、第2誘電体フィルム702と、第2導電層712とを有する。第2誘電体フィルム702は、第1誘電体フィルム701と同じ幅を有する長尺物である。第2誘電体フィルム702の片面に、第2マージン部722を除いて、第2導電層712が形成されている。第2マージン部722は、第2誘電体フィルム702が露出している部分であり、第2誘電体フィルム702の一方の長辺に沿って、第2導電層712よりも細い帯状に形成されている。
 第1誘電体フィルム701及び第2誘電体フィルム702は、例えばポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニルサルファイド又はポリスチレンなどで形成されている。第1導電層711及び第2導電層712は、蒸着法又はスパッタリング法などの方法で形成される。第1導電層711及び第2導電層712は、例えばアルミニウム、亜鉛及びマグネシウムなどで形成されている。
 次に図2Aに示すように、第1金属化フィルム71及び第2金属化フィルム72の各々の2つの長辺を揃えて重ねる。このとき第1導電層711と第2導電層712との間に、第1誘電体フィルム701又は第2誘電体フィルム702を介在させる。さらに第1マージン部721が形成されている長辺と、第2マージン部722が形成されている長辺とを逆にする。このように第1金属化フィルム71及び第2金属化フィルム72を重ねた状態で巻き取ることによって、円柱状の巻回体73を得ることができる。次にこの巻回体73の側面を両側から押圧して、断面長円状の巻回体74に加工する(図2B参照)。このように扁平化することで、省スペース化を図ることができる。
 次に、メタリコン(金属溶射法)により巻回体74の両端に第1外部電極21及び第2外部電極22を形成することによって、巻回型コンデンサ素子7を得ることができる。第1外部電極21は、第1導電層711(第1内部電極)に電気的に接続されている。第2外部電極22は、第2導電層712(第2内部電極)に電気的に接続されている。第1導電層711及び第2導電層712が一対の内部電極を構成している。第1外部電極21及び第2外部電極22は、例えば亜鉛などで形成されている。
 その後、図2Bに示すように、第1外部電極21に第1バスバー91を電気的に接続し、第2外部電極22に第2バスバー92を電気的に接続する。この接続方法として、例えば半田溶接、抵抗溶接及び超音波溶接などが挙げられる。第1バスバー91及び第2バスバー92は、例えば銅又は銅合金などで板状に形成されている。
 ≪積層型コンデンサ素子≫
 一方、積層型コンデンサ素子8は、例えば、次のようにして製造することができる。まず第1金属化フィルム81及び第2金属化フィルム82を用意する(図3A参照)。
 第1金属化フィルム81は、第1誘電体フィルム801と、第1導電層811とを有する。第1誘電体フィルム801は、矩形状である。第1誘電体フィルム801の片面に、第1マージン部821を除いて、第1導電層811が形成されている。第1マージン部821は、第1誘電体フィルム801の1つの辺に沿って、第1導電層811よりも細い帯状に形成されている。
 第2金属化フィルム82は、第1金属化フィルム81と同様に形成されている。すなわち、第2金属化フィルム82は、第2誘電体フィルム802と、第2導電層812とを有する。第2誘電体フィルム802は、第1誘電体フィルム801と同じ大きさの矩形状である。第2誘電体フィルム802の片面に、第2マージン部822を除いて、第2導電層812が形成されている。第2マージン部822は、第2誘電体フィルム802の1つの辺に沿って、第2導電層812よりも細い帯状に形成されている。
 第1誘電体フィルム801及び第2誘電体フィルム802は、例えばポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニルサルファイド又はポリスチレンなどで形成されている。第1導電層811及び第2導電層812は、蒸着法又はスパッタリング法などの方法で形成される。第1導電層811及び第2導電層812は、例えばアルミニウム、亜鉛及びマグネシウムなどで形成されている。
 次に図3A及び図3Bに示すように、第1金属化フィルム81及び第2金属化フィルム82の四辺を揃えて交互に重ねる。このとき第1導電層811と第2導電層812との間に、第1誘電体フィルム801又は第2誘電体フィルム802を介在させる。さらに第1マージン部821が形成されている一辺と、第2マージン部822が形成されている一辺とを対向させる。図3Aでは、第1マージン部821を後方(X軸の負の向き)に、第2マージン部822を前方(X軸の正の向き)に配置している。このように、複数の第1金属化フィルム81及び第2金属化フィルム82を積層して一体化することによって、図3B及び図3Cに示すような積層体83を得ることができる。この積層体83は、前面(X軸の正の向きに向いている面)及び後面(X軸の負の向きに向いている面)を除いて、保護フィルム84で被覆されている。保護フィルム84は、電気的絶縁性を有するフィルムである。
 次に、メタリコン(金属溶射法)により積層体83の前面及び後面にそれぞれ第1外部電極21及び第2外部電極22を形成することによって、積層型コンデンサ素子8を得ることができる(図3D参照)。第1外部電極21は、第1導電層811(第1内部電極)に電気的に接続されている。第2外部電極22は、第2導電層812(第2内部電極)に電気的に接続されている。第1導電層811及び第2導電層812が一対の内部電極となる。第1外部電極21及び第2外部電極22は、例えば亜鉛などで形成されている。
 その後、図3Dに示すように、第1外部電極21に第1バスバー91を電気的に接続し、第2外部電極22に第2バスバー92を電気的に接続する。この接続方法として、例えば半田溶接、抵抗溶接及び超音波溶接などが挙げられる。第1バスバー91及び第2バスバー92は、例えば銅又は銅合金などで板状に形成されている。
 <樹脂外装体>
 次に樹脂外装体3について説明する。図1に示すように、樹脂外装体3は、コンデンサ素子2を封止している。より詳細には、樹脂外装体3は、第1バスバー91及び第2バスバー92を除いて、コンデンサ素子2の全体を封止している。第1バスバー91及び第2バスバー92は、樹脂外装体3の表面から突出している。樹脂外装体3は、コンデンサ素子2を外気に触れさせないように隙間なく包んで、外部環境から保護している。このようにしてコンデンサ1の耐湿性を向上させることができる。すなわち、外部からの水蒸気などのガスの侵入を樹脂外装体3で防いで、コンデンサ素子2の劣化を抑制することができる。樹脂外装体3の形状は特に限定されない。
 樹脂外装体3は、熱硬化性樹脂組成物30の硬化物である。硬化物は、C-ステージの物質であり、不溶不融である。C-ステージは、熱硬化性樹脂組成物30の硬化反応の最終状態である。
 硬化反応前の常温(25℃)における熱硬化性樹脂組成物30は、液状であり、熱硬化性樹脂を含有する組成物である。熱硬化性樹脂は特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂及びポリイミド樹脂などが挙げられる。これらの中ではエポキシ樹脂が好ましい。エポキシ樹脂は、耐熱性、耐薬品性、強靭性、電気絶縁性及び接着性などの特性に優れている。
 熱硬化性樹脂組成物30は、無機充填材を含有してもよい。無機充填材は特に限定されないが、例えば、シリカ、アルミナ、窒化珪素、窒化硼素、マグネシア、ベーマイト、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム及びタルクなどが挙げられる。これらの中では、機械強度の観点から、シリカが好ましい。無機充填材の含有量は、例えば、熱硬化性樹脂組成物の全質量に対して、90質量%以下である。なお、無機充填材の含有量は、成形時の流動性を確保する観点から、少ないほど好ましい。
 さらに熱硬化性樹脂組成物30は、必要に応じて、公知の硬化剤及び触媒などを含有してもよい。
 <ガスバリアフィルム>
 次にガスバリアフィルム4について説明する。ガスバリアフィルム4は、ガスバリア性を有するフィルムである。ガスバリア性は、水蒸気などのガスを透過させにくいという性質である。好ましくは、ガスバリアフィルム4は、基材フィルム41と、ガスバリア層42と、を有する(図4D参照)。ガスバリア層42は、基材フィルム41上に形成されている。主としてガスバリア層42がガスバリア性を有する。
 基材フィルム41は、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(融点265℃、ガラス転移点80℃(TMA法))、ポリフェニレンサルファイド(PPS)フィルム(融点280℃、ガラス転移点100℃)、ポリエーテルサルフォン(PES)フィルム(ガラス転移点220℃)、ポリエーテルイミド(PEI)フィルム(ガラス転移点220℃)、又はポリエーテルエーテルケトン(PEEK)フィルム(融点340℃、ガラス転移点140℃)のいずれかであることが好ましい。これらのフィルムは、耐熱性に優れている。したがって、後述の液状射出成形の際の加熱温度にも耐え得る。なお、上記の融点及びガラス転移点は、DSC法(昇温速度:10℃/min)によるデータである。
 ガスバリア層42は、ガスバリア性を有する。ガスバリア層42は、酸化ケイ素及び/又は酸化アルミニウムを含む。ガスバリア層42は、例えば、蒸着法、スパッタリング法、又はプラズマCVD法などにより形成可能である。
 図1に示すように、ガスバリアフィルム4は、樹脂外装体3の表面の一部を被覆している。ガスバリアフィルム4が基材フィルム41とガスバリア層42とを有する場合には、ガスバリア層42が樹脂外装体3に接着され、基材フィルム41が外部に面している(図4D参照)。被覆面積は広いほど好ましいが、特に限定されない。このように被覆することで、コンデンサ1の更なる軽量化を実現することができる。その主な理由は、ガスバリアフィルム4が、樹脂外装体3に比べて、厚さが薄くても、水蒸気などのガスを透過させにくいからである。これに対して、樹脂外装体3は、ある程度の厚みを確保しなければ、水蒸気などのガスの透過を抑制することができない。
 上記の点について図4Dを参照しながら説明すると、T2は、ガスバリアフィルム4が被覆されていない箇所の樹脂外装体3の厚みである。より詳細には、T2は、コンデンサ素子2と樹脂外装体3との界面から樹脂外装体3の外面までの距離である。このようにガスバリアフィルム4が被覆されていない箇所では、樹脂外装体3が剥き出しであり、水蒸気などのガスの透過を抑制可能な程度の厚みを、樹脂外装体3のみで確保する必要がある。
 一方、T1は、ガスバリアフィルム4が被覆されている箇所の樹脂外装体3の厚みである。より詳細には、T1は、コンデンサ素子2と樹脂外装体3との界面から樹脂外装体3とガスバリアフィルム4との界面までの距離である。このようにガスバリアフィルム4が被覆されている箇所では、ガスバリアフィルム4で水蒸気などのガスの透過を抑制可能なので、樹脂外装体3のみの厚みT1を上記のT2よりも薄くすることができる。
 上述のように、ガスバリアフィルム4は、樹脂外装体3に比べて、厚さが薄くても、水蒸気を透過させにくい。そのため、図4Dに示すように、コンデンサ1において、ガスバリアフィルム4が被覆されていない箇所の樹脂外装体3の厚みT2に比べて、ガスバリアフィルム4が被覆されている箇所の樹脂外装体3の厚みT1を薄くすることができる(T1<T2)。したがって、このように薄くできる分だけ、更なる軽量化を実現することができる。
 以上から、ガスバリアフィルム4が全く使用されていないコンデンサ1と、ガスバリアフィルム4が一部でも使用されているコンデンサ1とを対比すると、両者の耐湿性が同じであっても、後者のコンデンサ1の方がより軽量化することが可能である。
 (2.2)製造方法
 第1実施形態に係るコンデンサ1は、液状射出成形(LIM:Liquid Injection Molding)により製造することができる。液状射出成形は、液状材料を型内に射出して反応硬化させて成形品を得る成形法である。この成形法では、液状材料を用いるので低圧成形が可能で、低圧の計量ポンプ及び混合機などを採用することができる。液状射出成形は、第1実施形態に係るコンデンサ1のケースレス化に好適である。一般に半導体の樹脂封止にトランスファー成形法が使用されているが、トランスファー成形法に比べて、液状射出成形では、コンデンサ素子2に及ぼす機械的及び熱的損傷が小さい。低温(例えば100℃程度)でのトランスファー成形法が可能であるとしても、コンデンサ素子2に及ぼす機械的損傷については、液状射出成形の方が小さい。
 以下では、液状射出成形を使用してコンデンサ1を製造する方法について説明する。なお、この方法では、液状材料にコンデンサ素子2を埋め込んで成形しているので、インサート成形も使用している。
 図4Aに示すように、成形用金型6は、成形型として使用する射出成形用の金型である。成形用金型6は、第1型61と第2型62とから構成され、所望の温度に制御可能に形成されている。第1型61には第1凹部601が形成されている。第2型62には第2凹部602が形成されている。第1凹部601及び第2凹部602は、第1型61及び第2型62を閉じたときに、成形用金型6の内部にキャビティ60を形成する(図4C参照)。成形用金型6には、キャビティ60に連通する樹脂注入路となるスプルー600が設けられている。スプルー600には、液状の熱硬化性樹脂組成物30を注入するための射出ノズル63が接続されている。射出ノズル63からスプルー600を通ってキャビティ60内に液状の熱硬化性樹脂組成物30を注入して射出成形を行う。
 第1実施形態に係るコンデンサ1の製造方法は、以下の工程A~Dを含む。各工程について順に説明する。
 <工程A>
 工程Aでは、成形用金型6のキャビティ60において、ガスバリアフィルム4を成形用金型6に密着させて配置する。第1実施形態では、図4Bに示すように、ガスバリアフィルム4を第1型61の第1凹部601の底面に密着させて配置している。ガスバリアフィルム4は、例えば真空引きによりキャビティ60の内面に密着させることができる。なお、後述の半硬化物31の離型操作を容易にするために、ガスバリアフィルム4を配置する前に、第1凹部601及び第2凹部602の内面に離型剤を塗布しておいてもよい。
 さらに工程Aでは、成形用金型6のキャビティ60において、コンデンサ素子2を配置する。第1実施形態では、第1型61と第2型62とを閉じたときにコンデンサ素子2がガスバリアフィルム4に接触しないように、ガスバリアフィルム4から離してコンデンサ素子2を配置している(図4C)。このように配置するのは、ガスバリアフィルム4とコンデンサ素子2との間に熱硬化性樹脂組成物30を注入して介在させるためである。さらに、第1型61と第2型62とを閉じたときにコンデンサ素子2がキャビティ60の内面に接触しないように、コンデンサ素子2を配置している(図4C)。そして、第1凹部601と第2凹部602とを対向させ、第1型61と第2型62とを閉じて、キャビティ60内にコンデンサ素子2を配置する。コンデンサ素子2のバスバー9は、第1型61及び第2型62を閉じたときに、第1型61と第2型62との接合部で挟持される。そのため、コンデンサ素子2は、キャビティ60内において浮いた状態で配置される。なお、第1実施形態では、ガスバリアフィルム4から離してコンデンサ素子2を配置しているが、ガスバリアフィルム4から離さずにコンデンサ素子2を配置してもよい。コンデンサ素子2の少なくとも一部がガスバリアフィルム4に接触してもよい。
 <工程B>
 工程Bでは、成形用金型6のキャビティ60に液状の熱硬化性樹脂組成物30を注入する。具体的には、まずスプルー600に射出ノズル63を接続する。第1型61と第2型62との接合部を気密にシールする。キャビティ60内を真空ポンプなど(図示省略)により吸引する。例えば、キャビティ60内を10Torr(約1.33kPa)に減圧する。そして、射出ノズル63の先端部631から液状の熱硬化性樹脂組成物30をキャビティ60内に射出する。液状の熱硬化性樹脂組成物30は、溶剤を含有しなくてもよいし(無溶剤)、溶剤を含有してもよい。液状の熱硬化性樹脂組成物30は、A-ステージの物質である。A-ステージは、硬化反応の初期の状態である。射出ノズル63は、ノズル本管632内にプランジャ633を同心的に配設し、このプランジャ633を前進させることによって、液状の熱硬化性樹脂組成物30をキャビティ60内に断続的に射出できるようになっている。熱硬化性樹脂組成物30はもともと常温で液状であるため、注入のための圧力を低くすることができ、コンデンサ素子2の機械的損傷を抑制することができる。
 さらに工程Bでは、熱硬化性樹脂組成物30を加熱して半硬化させて半硬化物31を形成する。すなわち、液状の熱硬化性樹脂組成物30をキャビティ60内に充填し、成形用金型6を所定の温度で加熱することで、液状の熱硬化性樹脂組成物30の硬化反応を途中まで進行させて半硬化物31を形成する。
 半硬化物31は、B-ステージの物質である。B-ステージは、熱硬化性樹脂組成物30の硬化中間状態である。つまり、液状の熱硬化性樹脂組成物30は、加熱されると、A-ステージからB-ステージに移行して半硬化物31となる。半硬化物31は、更に加熱されると、B-ステージからC-ステージに移行して硬化物となる。
 工程Bでの加熱は、コンデンサ素子2が有する誘電体(例えばポリプロピレンフィルム等のプラスチックフィルム)を損傷させない程度の温度で行うことが好ましい。具体的には、工程Bでの加熱温度は、好ましくは90℃以上120℃以下、より好ましくは90℃以上100℃以下の範囲内である。加熱時間は、生産性を考慮すると、好ましくは3分以上25分以下、より好ましくは3分以上10分以下の範囲内である。さらにガスバリアフィルム4が基材フィルム41とガスバリア層42とを有する場合には、好ましくは、工程Bにおける加熱温度を、ガスバリアフィルム4の基材フィルム41のガラス転移温度よりも低くする。このように、加熱温度を調整すれば、工程Bにおける加熱時にガスバリアフィルム4が損傷することを抑制することができる。
 <工程C>
 工程Cでは、成形用金型6のキャビティ60から半硬化物31を取り出す。すなわち、保圧及び冷却を適宜行った後、第1型61及び第2型62を開いて、半硬化物31を取り出す。半硬化物31が取り出された成形用金型6は、次の射出に供される。なお、半硬化物31を取り出す際に、スプルー600で硬化した部分が半硬化物31に付着してくるが、この部分は、工程C又は工程Dの後に、適宜、除去される。
 <工程D>
 工程Dでは、半硬化物31を更に加熱して完全硬化させる。つまり、後硬化(アフターキュアー又はポストキュアーともいう)を行う。後硬化は、半硬化物31を離型後、追加工程として乾燥炉など他の形式の加熱室でふたたび加熱して十分に硬化させることである。例えば、複数の半硬化物31を一括して、加熱ステージ上で加熱したり、加熱オーブン中で加熱したりすることにより、後硬化を行うことができる。このように、後硬化では、複数の半硬化物を一括して処理することができる。成形用金型6から半硬化物31を離型後、後硬化を行うと、歪みを除去することができる等の利点がある。以上のようにして、図1に示すようなコンデンサ1が得られる。
 工程Dでの加熱は、コンデンサ素子2が有する誘電体(例えばポリプロピレンフィルム等のプラスチックフィルム)を損傷させない程度の温度で行うことが好ましい。具体的には、工程Dでの加熱温度は、好ましくは90℃以上120℃以下、より好ましくは90℃以上100℃以下の範囲内である。後硬化の加熱時間は、好ましくは2時間以下、より好ましくは1時間以下である。さらにガスバリアフィルム4が基材フィルム41とガスバリア層42とを有する場合には、好ましくは、工程Dにおける加熱温度を、ガスバリアフィルム4の基材フィルム41のガラス転移温度よりも低くする。このように、加熱温度を調整すれば、工程Dにおける加熱時にガスバリアフィルム4が損傷することを抑制することができる。
 (第2実施形態)
 以下、第2実施形態に係るコンデンサ1及びその製造方法について図面を参照して説明する。なお、第2実施形態では、第1実施形態と同様の構成要素には第1実施形態と同一の符号を付して詳細な説明を省略する場合がある。
 (1)概要
 図5に示すように、第2実施形態に係るコンデンサ1は、コンデンサ素子2と、樹脂外装体3と、ガスバリアフィルム4と、を備える。樹脂外装体3は、コンデンサ素子2を封止している。ガスバリアフィルム4は、樹脂外装体3の表面全体を被覆している。
 コンデンサ1は、特許文献1に記載されているような外装ケースを備えていない。つまり、コンデンサ1は、いわゆるケースレス構造を採用している。そのため、コンデンサ1は、少なくとも従来の外装ケースに相当する分だけ、軽量化を実現することができる。
 またコンデンサ素子2は、樹脂外装体3で封止されている。そのため、コンデンサ1は、耐湿性が向上している。さらに樹脂外装体3の表面全体はガスバリアフィルム4で被覆されている。ここで、ガスバリアフィルム4は、樹脂外装体3に比べて、厚さが薄くても、水蒸気などのガスを透過させにくい。そのため、ガスバリアフィルム4を使用しない場合に比べて、樹脂外装体3の厚みを薄くすることができる。このように薄くできる分だけ、更なる軽量化を実現することができる。
 したがって、第2実施形態に係るコンデンサ1によれば、軽量化を実現し、耐湿性を向上させることができる。
 (2)詳細
 (2.1)構成
 第2実施形態に係るコンデンサ1は、いわゆるケースレス構造を採用しており、特許文献1に記載されているような外装ケースを備えていない。つまり、コンデンサ1は、ケースレスコンデンサである。図5に示すように、コンデンサ1は、コンデンサ素子2と、樹脂外装体3と、ガスバリアフィルム4と、を備える。コンデンサ素子2、樹脂外装体3、及びガスバリアフィルム4は一体化されている。
 <コンデンサ素子>
 コンデンサ素子2は、第1実施形態と同様である。
 <樹脂外装体>
 樹脂外装体3は、第1実施形態と同様である。
 <ガスバリアフィルム>
 ガスバリアフィルム4の構成自体は、第1実施形態と同様である。第2実施形態では、図5に示すように、ガスバリアフィルム4は、樹脂外装体3の表面全体を被覆している。さらにガスバリアフィルム4は、第1バスバー91及び第2バスバー92の各々の一部を被覆しているが、第1バスバー91及び第2バスバー92の各々の残部は外部に突出している。このように、ガスバリアフィルム4は、樹脂外装体3を外気に触れさせないように隙間なく包んでいる。ガスバリアフィルム4が基材フィルム41とガスバリア層42とを有する場合には、ガスバリア層42が樹脂外装体3に接着され、基材フィルム41が外部に面している(図6D参照)。このように被覆することで、コンデンサ1の更なる軽量化を実現することができる。その主な理由は、ガスバリアフィルム4が、樹脂外装体3に比べて、厚さが薄くても、水蒸気などのガスを透過させにくいからである。これに対して、樹脂外装体3は、ある程度の厚みを確保しなければ、水蒸気などのガスの透過を抑制することができない。
 以上から、ガスバリアフィルム4が全く使用されていないコンデンサ1と、ガスバリアフィルム4が使用されているコンデンサ1とを対比すると、両者の耐湿性が同じであっても、後者のコンデンサ1の方がより軽量化することが可能である。
 (2.2)製造方法
 第2実施形態に係るコンデンサ1の製造方法においては、工程Aが第1実施形態と相違し、工程B~Dが第1実施形態と同様である。以下、特に工程Aについて説明し、さらに工程Cについて補足する。
 <工程A>
 工程Aでは、成形用金型6のキャビティ60において、キャビティ60を包囲するようにガスバリアフィルム4を成形用金型6に密着させて配置する。第2実施形態では、図6Bに示すように、ガスバリアフィルム4を、第1型61の第1凹部601及び第2型62の第2凹部602の各々の少なくとも内面全体に密着させて配置している。このようにガスバリアフィルム4を配置しておくことで、第1型61と第2型62とを閉じたときに、ガスバリアフィルム4がキャビティ60を包囲するようになる(図6C参照)。ガスバリアフィルム4は、例えば真空引きによりキャビティ60の内面に密着させることができる。なお、後述の半硬化物31の離型操作を容易にするために、ガスバリアフィルム4を配置する前に、第1凹部601及び第2凹部602の内面に離型剤を塗布しておいてもよい。
 さらに工程Aでは、成形用金型6のキャビティ60において、ガスバリアフィルム4で包囲されるようにコンデンサ素子2を配置する。第2実施形態では、第1型61と第2型62とを閉じたときにコンデンサ素子2がガスバリアフィルム4に接触しないように、ガスバリアフィルム4から離してコンデンサ素子2を配置している(図6C参照)。このように配置するのは、ガスバリアフィルム4とコンデンサ素子2との間に熱硬化性樹脂組成物30を注入して介在させるためである。そして、第1凹部601と第2凹部602とを対向させ、第1型61と第2型62とを閉じて、キャビティ60内にコンデンサ素子2を配置する。コンデンサ素子2のバスバー9は、第1型61及び第2型62を閉じたときに、第1型61と第2型62との接合部で挟持される。そのため、コンデンサ素子2は、キャビティ60内において浮いた状態で配置される。なお、第2実施形態では、ガスバリアフィルム4から離してコンデンサ素子2を配置しているが、ガスバリアフィルム4から離さずにコンデンサ素子2を配置してもよい。コンデンサ素子2の少なくとも一部がガスバリアフィルム4に接触してもよい。
 <工程C>
 半硬化物31を取り出す際に、スプルー600で硬化した部分が半硬化物31に付着してくるが、この部分は、工程C又は工程Dの後に、適宜、除去される。この除去などの理由で、樹脂外装体3の外面の一部が外部に露出した場合には、この露出した部分に公知の接着剤などを用いてガスバリアフィルム4を適宜接着して被覆すればよい。
 (第3実施形態)
 以下、第3実施形態に係るコンデンサ1及びその製造方法について図面を参照して説明する。なお、第3実施形態では、第1実施形態と同様の構成要素には第1実施形態と同一の符号を付して詳細な説明を省略する場合がある。
 (1)概要
 図7に示すように、第3実施形態に係るコンデンサ1は、コンデンサ素子2と、樹脂外装体3と、ガスバリアフィルム4と、金属層5と、を備える。樹脂外装体3は、コンデンサ素子2を封止している。ガスバリアフィルム4は、樹脂外装体3の表面の一部を被覆している。金属層5は、樹脂外装体3の表面の残部を被覆している。
 コンデンサ1は、特許文献1に記載されているような外装ケースを備えていない。つまり、コンデンサ1は、いわゆるケースレス構造を採用している。そのため、コンデンサ1は、少なくとも従来の外装ケースに相当する分だけ、軽量化を実現することができる。
 またコンデンサ素子2は、樹脂外装体3で封止されている。そのため、コンデンサ1は、耐湿性が向上している。さらに樹脂外装体3の表面全体はガスバリアフィルム4及び金属層5で被覆されている。ここで、ガスバリアフィルム4及び金属層5は、樹脂外装体3に比べて、厚さが薄くても、水蒸気などのガスを透過させにくい。そのため、ガスバリアフィルム4及び金属層5を使用しない場合に比べて、樹脂外装体3の厚みを薄くすることができる。このように薄くできる分だけ、更なる軽量化を実現することができる。
 したがって、第3実施形態に係るコンデンサ1によれば、軽量化を実現し、耐湿性を向上させることができる。
 (2)詳細
 (2.1)構成
 第3実施形態に係るコンデンサ1は、いわゆるケースレス構造を採用しており、特許文献1に記載されているような外装ケースを備えていない。つまり、コンデンサ1は、ケースレスコンデンサである。図7に示すように、コンデンサ1は、コンデンサ素子2と、樹脂外装体3と、ガスバリアフィルム4と、金属層5と、を備える。コンデンサ素子2、樹脂外装体3、ガスバリアフィルム4、及び金属層5は一体化されている。
 <コンデンサ素子>
 コンデンサ素子2は、第1実施形態と同様である。
 <樹脂外装体>
 樹脂外装体3は、第1実施形態と同様である。
 <ガスバリアフィルム>
 ガスバリアフィルム4の構成自体は、第1実施形態と同様である。第3実施形態では、図7に示すように、ガスバリアフィルム4は、樹脂外装体3の表面の一部を被覆している。ただし、第1バスバー91及び第2バスバー92の各々は、樹脂外装体3を被覆するガスバリアフィルム4を貫通して外部に突出している。ガスバリアフィルム4が基材フィルム41とガスバリア層42とを有する場合には、ガスバリア層42が樹脂外装体3に接着され、基材フィルム41が外部に面している(図8D参照)。このように被覆することで、コンデンサ1の更なる軽量化を実現することができる。その主な理由は、ガスバリアフィルム4が、樹脂外装体3に比べて、厚さが薄くても、水蒸気などのガスを透過させにくいからである。これに対して、樹脂外装体3は、ある程度の厚みを確保しなければ、水蒸気などのガスの透過を抑制することができない。
 <金属層>
 次に金属層5について説明する。金属層5は、水蒸気などのガスを透過させにくいという性質を有する。さらに金属層5は、樹脂外装体3及びガスバリアフィルム4に比べて高い熱伝導性を有する。金属層5は、金属板、めっき層、及び蒸着層などである。金属層5を形成する金属の具体例として、銅、アルミニウム、鉄、ステンレス鋼、マグネシウム、銀、金、ニッケル、及び白金などが挙げられる。
 図7に示すように、金属層5は、樹脂外装体3の表面の残部を被覆している。このように被覆することで、コンデンサ1の更なる軽量化を実現することができる。その主な理由は、金属層5が、樹脂外装体3に比べて、厚さが薄くても、水蒸気などのガスを透過させにくいからである。これに対して、樹脂外装体3は、ある程度の厚みを確保しなければ、水蒸気などのガスの透過を抑制することができない。さらにコンデンサ素子2が高熱になって樹脂外装体3に熱がこもっても、樹脂外装体3に金属層5が被覆されていることで、放熱効果も得ることができる。なお、短絡防止の観点から、第1バスバー91及び第2バスバー92は、金属層5と接触していない。両者は、電気的に絶縁されている。
 ここで、「樹脂外装体3の表面の残部」とは、樹脂外装体3の表面全体から、ガスバリアフィルム4が被覆している樹脂外装体3の表面の一部を除いた残りの部分を意味する。つまり、樹脂外装体3の表面全体は、一部及び残部からなる。このように、ガスバリアフィルム4及び金属層5は、樹脂外装体3を外気に触れさせないように隙間なく包んでいる。
 以上から、ガスバリアフィルム4及び金属層5が全く使用されていないコンデンサ1と、ガスバリアフィルム4及び金属層5が使用されているコンデンサ1とを対比すると、両者の耐湿性が同じであっても、後者のコンデンサ1の方がより軽量化することが可能である。
 (2.2)製造方法
 図8Aに示すように、成形用金型6は、成形型として使用する射出成形用の金型である。成形用金型6は、第1型61と第2型62とから構成され、所望の温度に制御可能に形成されている。第1型61には平坦面611が形成されている。第2型62には凹部602が形成されている。平坦面611及び凹部602は、第1型61及び第2型62を閉じたときに、成形用金型6の内部にキャビティ60を形成する(図8C参照)。成形用金型6には、キャビティ60に連通する樹脂注入路となるスプルー600が設けられている。スプルー600には、液状の熱硬化性樹脂組成物30を注入するための射出ノズル63が接続されている。射出ノズル63からスプルー600を通ってキャビティ60内に液状の熱硬化性樹脂組成物30を注入して射出成形を行う。
 第3実施形態に係るコンデンサ1の製造方法においては、工程Aが第1実施形態と相違し、工程B~Dが第1実施形態と同様である。以下、特に工程Aについて説明し、さらに工程Cについて補足する。
 <工程A>
 工程Aでは、成形用金型6のキャビティ60において、ガスバリアフィルム4及び金属層5を成形用金型6に密着させて配置する。第3実施形態では、図8Bに示すように、ガスバリアフィルム4を第2型62の第2凹部602の少なくとも内面全体に密着させて配置している。さらに金属層5を第1型61の平坦面611に密着させて配置している。このようにガスバリアフィルム4及び金属層5を配置しておくことで、第1型61と第2型62とを閉じたときに、ガスバリアフィルム4及び金属層5がキャビティ60を包囲するようになる(図8C参照)。ガスバリアフィルム4及び金属層5は、例えば真空引きによりキャビティ60の内面に密着させることができる。なお、後述の半硬化物31の離型操作を容易にするために、ガスバリアフィルム4及び金属層5を配置する前に、平坦面611及び凹部602の内面に離型剤を塗布しておいてもよい。
 さらに工程Aでは、成形用金型6のキャビティ60において、ガスバリアフィルム4及び金属層5で包囲されるようにコンデンサ素子2を配置する。第3実施形態では、第1型61と第2型62とを閉じたときにコンデンサ素子2がガスバリアフィルム4及び金属層5に接触しないように、ガスバリアフィルム4及び金属層5から離してコンデンサ素子2を配置している(図8C)。このように配置するのは、ガスバリアフィルム4及び金属層5と、コンデンサ素子2との間に熱硬化性樹脂組成物30を注入して介在させるためである。そして、平坦面611と凹部602とを対向させ、第1型61と第2型62とを閉じて、キャビティ60内にコンデンサ素子2を配置する。コンデンサ素子2のバスバー9は、第1型61及び第2型62を閉じたときに、第1型61と第2型62との接合部で挟持される。そのため、コンデンサ素子2は、キャビティ60内において浮いた状態で配置される。なお、第3実施形態では、ガスバリアフィルム4及び金属層5から離してコンデンサ素子2を配置しているが、コンデンサ素子2の少なくとも一部がガスバリアフィルム4に接触してもよい。ただし、金属層5とコンデンサ素子2とは電気的に絶縁されている。
 <工程C>
 半硬化物31を取り出す際に、スプルー600で硬化した部分が半硬化物31に付着してくるが、この部分は、工程C又は工程Dの後に、適宜、除去される。この除去などの理由で、樹脂外装体3の外面の一部が外部に露出した場合には、この露出した部分に公知の接着剤などを用いてガスバリアフィルム4を適宜接着して被覆すればよい。
 (変形例)
 第1~3実施形態では、樹脂外装体3は、1つのコンデンサ素子2のみを封止しているが、2つ以上のコンデンサ素子2を封止していてもよい。
 第1~3実施形態では、2つのバスバー9は、樹脂外装体3から前方(X軸の正の向き)及び後方(X軸の負の向き)に突出しているが(図1、図5、及び図7参照)、2つのバスバー9の突出方向は特に限定されない。
 成形用金型6は、多数個取り金型でもよい。すなわち、第1~3実施形態では、成形用金型6は、1つのキャビティ60のみを有しているが、2つ以上のキャビティ60を有していてもよい。この場合、一度に複数のコンデンサ1を製造することができる。
 第1~3実施形態では、スプルー600は、第1型61及び第2型62を閉じたときに形成されるが、第1型61又は第2型62のいずれかに設けられていればよい。
 第3実施形態では、金属層5として金属板を成形用金型6にセットしてコンデンサ1を製造するようにしているが、金属層5の形成は、半硬化物31の完全硬化後でもよい。すなわち、半硬化物31を完全硬化させた後に、ガスバリアフィルム4で被覆されずに樹脂外装体3が露出している部分に、金属層5として金属板を接着したり、めっき層又は蒸着層を形成したりするようにしてもよい。
 (態様)
 上記実施形態及び変形例から明らかなように、本開示は、下記の態様を含む。以下では、実施形態との対応関係を明示するためだけに、符号を括弧付きで付している。
 第1の態様に係るコンデンサ(1)は、コンデンサ素子(2)と、前記コンデンサ素子(2)を封止する樹脂外装体(3)と、前記樹脂外装体(3)の表面の少なくとも一部を被覆するガスバリアフィルム(4)と、を備える。
 この態様によれば、軽量化を実現し、耐湿性を向上させることができる。
 第2の態様に係るコンデンサ(1)では、第1の態様において、前記ガスバリアフィルム(4)が前記樹脂外装体(3)の表面全体を被覆する。
 この態様によれば、軽量化を実現し、耐湿性を向上させることができる。
 第3の態様に係るコンデンサ(1)は、第1の態様において、金属層(5)を更に備える。前記ガスバリアフィルム(4)が前記樹脂外装体(3)の表面の一部を被覆する。前記金属層(5)が前記樹脂外装体(3)の表面の残部を被覆する。
 この態様によれば、軽量化を実現し、耐湿性を向上させることができる。
 第4の態様に係るコンデンサ(1)は、第1~3のいずれかの態様において、前記ガスバリアフィルム(4)が、基材フィルム(41)と、前記基材フィルム(41)上に形成されたガスバリア層(42)と、を有する。前記ガスバリア層(42)が、酸化ケイ素及び/又は酸化アルミニウムを含む。
 この態様によれば、コンデンサ(1)の耐湿性を更に向上させることができる。
 第5の態様に係るコンデンサ(1)の製造方法は、以下の工程A~Dを含む。
 工程A:成形用金型(6)のキャビティ(60)において、ガスバリアフィルム(4)を前記成形用金型(6)に密着させて配置し、コンデンサ素子(2)を配置する工程、
 工程B:前記成形用金型(6)のキャビティ(60)に液状の熱硬化性樹脂組成物(30)を注入し、前記熱硬化性樹脂組成物(30)を加熱して半硬化させて半硬化物(31)を形成する工程、
 工程C:前記成形用金型(6)のキャビティ(60)から前記半硬化物(31)を取り出す工程、及び
 工程D:前記半硬化物(31)を更に加熱して完全硬化させる工程。
 この態様によれば、軽量で、耐湿性に優れたコンデンサ(1)を製造することができる。
 第6の態様に係るコンデンサ(1)の製造方法では、第5の態様において、前記工程Aが、成形用金型(6)のキャビティ(60)において、前記キャビティ(60)を包囲するようにガスバリアフィルム(4)を前記成形用金型(6)に密着させて配置し、前記ガスバリアフィルム(4)で包囲されるようにコンデンサ素子(2)を配置する工程である。
 この態様によれば、軽量で、耐湿性に優れたコンデンサ(1)を製造することができる。
 第7の態様に係るコンデンサ(1)の製造方法では、第5の態様において、前記工程Aが、成形用金型(6)のキャビティ(60)において、前記キャビティ(60)を包囲するように金属層(5)及びガスバリアフィルム(4)を前記成形用金型(6)に密着させて配置し、前記金属層(5)及び前記ガスバリアフィルム(4)で包囲されるようにコンデンサ素子(2)を配置する工程である。
 この態様によれば、軽量化を実現し、耐湿性を向上させることができる。
 第8の態様に係るコンデンサ(1)の製造方法では、第5~7のいずれかの態様において、前記ガスバリアフィルム(4)が、基材フィルム(41)と、前記基材フィルム(41)上に形成されたガスバリア層(42)と、を有する。前記ガスバリア層(42)が、酸化ケイ素及び/又は酸化アルミニウムを含む。
 この態様によれば、ガスバリア層(42)で水分を吸着することで、耐湿性を更に向上させることができる。
 第9の態様に係るコンデンサ(1)の製造方法では、第5~8のいずれかの態様において、前記工程B及び前記工程Dにおける加熱温度を、前記ガスバリアフィルム(4)の前記基材フィルム(41)のガラス転移温度よりも低くする。
 この態様によれば、工程B及び工程Dにおける加熱時にガスバリアフィルム(4)が損傷することを抑制することができる。
 1 コンデンサ
 2 コンデンサ素子
 3 樹脂外装体
 30 熱硬化性樹脂組成物
 4 ガスバリアフィルム
 41 基材フィルム
 42 ガスバリア層
 5 金属層
 6 成形用金型
 60 キャビティ

Claims (9)

  1.  コンデンサ素子と、前記コンデンサ素子を封止する樹脂外装体と、前記樹脂外装体の表面の少なくとも一部を被覆するガスバリアフィルムと、を備える、
     コンデンサ。
  2.  前記ガスバリアフィルムが前記樹脂外装体の表面全体を被覆する、
     請求項1に記載のコンデンサ。
  3.  金属層を更に備え、
     前記ガスバリアフィルムが前記樹脂外装体の表面の一部を被覆し、
     前記金属層が前記樹脂外装体の表面の残部を被覆する、
     請求項1に記載のコンデンサ。
  4.  前記ガスバリアフィルムが、基材フィルムと、前記基材フィルム上に形成されたガスバリア層と、を有し、
     前記ガスバリア層が、酸化ケイ素及び/又は酸化アルミニウムを含む、
     請求項1~3のいずれか1項に記載のコンデンサ。
  5.  以下の工程A~Dを含む、コンデンサの製造方法。
     工程A:成形用金型のキャビティにおいて、ガスバリアフィルムを前記成形用金型に密着させて配置し、コンデンサ素子を配置する工程、
     工程B:前記成形用金型のキャビティに液状の熱硬化性樹脂組成物を注入し、前記熱硬化性樹脂組成物を加熱して半硬化させて半硬化物を形成する工程、
     工程C:前記成形用金型のキャビティから前記半硬化物を取り出す工程、及び
     工程D:前記半硬化物を更に加熱して完全硬化させる工程。
  6.  前記工程Aが、成形用金型のキャビティにおいて、前記キャビティを包囲するようにガスバリアフィルムを前記成形用金型に密着させて配置し、前記ガスバリアフィルムで包囲されるようにコンデンサ素子を配置する工程である、
     請求項5に記載のコンデンサの製造方法。
  7.  前記工程Aが、成形用金型のキャビティにおいて、前記キャビティを包囲するように金属層及びガスバリアフィルムを前記成形用金型に密着させて配置し、前記金属層及び前記ガスバリアフィルムで包囲されるようにコンデンサ素子を配置する工程である、
     請求項5に記載のコンデンサの製造方法。
  8.  前記ガスバリアフィルムが、基材フィルムと、前記基材フィルム上に形成されたガスバリア層と、を有し、
     前記ガスバリア層が、酸化ケイ素及び/又は酸化アルミニウムを含む、
     請求項5~7のいずれか1項に記載のコンデンサの製造方法。
  9.  前記工程B及び前記工程Dにおける加熱温度を、前記ガスバリアフィルムの前記基材フィルムのガラス転移温度よりも低くする、
     請求項5~8のいずれか1項に記載のコンデンサの製造方法。
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