WO2023204176A1 - 誘電体樹脂フィルムおよびフィルムコンデンサ - Google Patents

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WO2023204176A1
WO2023204176A1 PCT/JP2023/015314 JP2023015314W WO2023204176A1 WO 2023204176 A1 WO2023204176 A1 WO 2023204176A1 JP 2023015314 W JP2023015314 W JP 2023015314W WO 2023204176 A1 WO2023204176 A1 WO 2023204176A1
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WO
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film
organic material
metal layer
less
resin film
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Application number
PCT/JP2023/015314
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English (en)
French (fr)
Inventor
一人 山崎
智道 市川
Original Assignee
株式会社村田製作所
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/018—Dielectrics
    • H01G4/06—Solid dielectrics
    • H01G4/14—Organic dielectrics
    • H01G4/18—Organic dielectrics of synthetic material, e.g. derivatives of cellulose
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/32—Wound capacitors

Definitions

  • the present invention relates to a dielectric resin film and a film capacitor.
  • Patent Document 1 proposes dispersing a large number of nanoparticles on the surface of a dielectric film.
  • An object of the present invention is to provide a dielectric resin film that has an excellent self-healing function and can form a film capacitor whose capacitance does not easily decrease when high voltage is applied.
  • the present invention includes a dielectric resin film main body having two opposing main surfaces, and at least one insulating protrusion disposed on at least one of the main surfaces, the density of the protrusion being , 1 piece/cm 2 or more and 10 pieces/cm 2 or less, the average height of the protrusion is 2 ⁇ m or more, and the average area of the protrusion seen from the normal direction of the main surface is 550 ⁇ m 2
  • the above is related to the dielectric resin film.
  • the resin film body may include a cured product of a curable resin.
  • the cured product of the curable resin may have a urethane bond.
  • the resin film body may include a reaction product of a first organic material having two or more hydroxyl groups in one molecule and a second organic material having two or more isocyanate groups in one molecule.
  • the first organic material may further have an aromatic ring.
  • the present invention also provides two or more dielectrics facing each other, a first metal layer interposed between the dielectrics, and a second metal layer facing the first metal layer via the dielectric. a metal layer, wherein at least one of the dielectrics includes the dielectric resin film described above.
  • the present invention it is possible to provide a dielectric resin film that has an excellent self-healing function and can form a film capacitor whose capacitance does not easily decrease when high voltage is applied.
  • FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view showing an example of a film capacitor of the present invention. This is an image obtained by photographing the dielectric resin film produced in Example 1 with a line sensor camera and subjecting it to image processing.
  • a film capacitor includes two or more dielectrics facing each other, a first metal layer interposed between the dielectrics, and a second metal layer facing the first metal layer with the dielectric interposed therebetween. Equipped with A dielectric resin film (hereinafter sometimes simply referred to as a film) is typically used as the dielectric. A metal layer is usually formed on at least one main surface of the film.
  • a film capacitor can be constructed by winding a plurality of films including this metal layer (hereinafter sometimes referred to as metallized films) in a laminated or overlapping state (the former is a laminated film). (the latter may be called a wound film capacitor).
  • Film capacitors have a so-called self-healing function.
  • the self-healing function is such that when local dielectric breakdown occurs in the film, a short circuit current flows at the breakdown point to scatter the metal layer to ensure insulation. The short circuit current also decomposes the film and generates gas. If there is a gap between films facing each other (in this case, "adjacent") with a metal layer in between, gas originating from the films is likely to be released to the outside of the capacitor, and the self-healing function is likely to be exhibited. On the other hand, since the area of the metal layer is reduced, the capacitance of the film capacitor usually decreases significantly.
  • bulky convex portions are arranged at a low density on at least one main surface of a dielectric resin film body in order to provide sufficient gaps between films and reduce film defects.
  • the average height of the one or more bulky convex portions is 2 ⁇ m or more, and the average area is 550 ⁇ m 2 or more.
  • the density of the convex portions is 1 piece/cm 2 or more and 10 pieces/cm 2 or less. This achieves both a high self-healing function and suppression of decrease in capacitance.
  • the self-healing function is determined, for example, by the failure mode when a high voltage is applied to a film capacitor for evaluation purposes to cause it to fail. It can be determined that film capacitors have a high self-healing function when they fail due to open mode. When failure occurs due to short mode, it can be determined that film capacitors have inferior self-healing capabilities.
  • the rated voltage of a film capacitor is generally about 100V to 2000V. From the viewpoint of reliability, it is required that the capacitance does not easily decrease even when a voltage of about 115% to 250% (at least about 115% to 130%) of the rated voltage is applied to the film capacitor.
  • a capacitor including the film according to the present disclosure has a capacitance that does not easily decrease even when a high voltage is applied. For example, even when a voltage of 115% or more of the rated voltage is applied to a capacitor including the film according to the present disclosure, 50% of the initial capacitance can be maintained. The fact that the capacitance does not easily decrease suggests that the degree of dielectric breakdown is small. Even if the degree of dielectric breakdown is small, failures due to short mode of the film capacitor are unlikely to occur.
  • the convex portion is insulating.
  • One or more convex portions are arranged on at least one main surface of the resin film body (hereinafter sometimes simply referred to as the film body).
  • the convex portions contribute to the formation of gaps between the films.
  • the protrusion can also become a starting point for dielectric breakdown.
  • the convex portion is identified by the following method. First, probe light is irradiated from one side of the film body, and the brightness of reflected light or transmitted light is measured. The average value of the brightness of the entire observation range is calculated, and a region where a brightness value of half or less of the average brightness value continues over a certain area (for example, 0.5 ⁇ m 2 or more) is specified. The reason for specifying the area of the region is to exclude dust and the like. This area is not on the same plane as other areas in the observation range, and includes parts that protrude from the above-mentioned surface of the film body, parts that are recessed from the above-mentioned surface of the film body, and areas that are raised at the periphery and depressed at the center.
  • the convex portion also includes a region including a partially depressed portion, such as the crater shape described above.
  • Whether or not the identified region includes a protruding portion can be determined, for example, by using an image analysis technique based on the photographed image and the amount of change in brightness, or by photographing the region from diagonally above.
  • the convex portion may be identified using a surface defect inspection device (for example, OMI-UL28 manufactured by Ayaha Engineering Co., Ltd.).
  • the convex portion may be disposed on at least one main surface of the film body. It is sufficient that the convex portions disposed on at least one main surface satisfy the above-mentioned size and density, and the convex portions do not need to be disposed on the other main surface. Further, a convex portion that does not satisfy the above size and density may be arranged on the other main surface. Among these, it is preferable that the convex portion be arranged only on one main surface of the film body, since the self-healing function can be easily controlled and the decrease in capacitance can be easily suppressed.
  • the density of the convex portions is 1 piece/cm 2 or more and 10 pieces/cm 2 or less. If the density of the convex portions is less than 1 piece/cm 2 , it is difficult to form sufficient gaps between the films.
  • the density of the protrusions is preferably 2 protrusions/cm 2 or more, more preferably 3 protrusions/cm 2 or more, since gaps between the films are more likely to be formed.
  • the density of the convex portions exceeds 10 pieces/cm 2 , the number of dielectric breakdown points increases excessively, resulting in a large decrease in capacitance. From the viewpoint of capacitance, the density of the protrusions is preferably 8 pieces/cm 2 or less, more preferably 6 pieces/cm 2 or less.
  • a plurality of films may be laminated or rolled in an overlapping state, and optionally pressed after lamination or winding. At this time, the film body can be pressed in its thickness direction.
  • the density of the convex portions is determined by counting all the convex portions identified by irradiation with the probe light in the observation range, and dividing the number of convex portions by the area of the observation range.
  • the observation range is 40 cm 2 or more and 50 cm 2 or less.
  • the average height of the convex portions is 2 ⁇ m or more. If the average height of the convex portions is less than 2 ⁇ m, it is difficult to form sufficient gaps between the films at the above density.
  • the average height of the convex portions is preferably 2.5 ⁇ m or more, more preferably 3 ⁇ m or more, since gaps between the films are more likely to be formed. The higher the convex portion is, the easier it is to form a sufficient gap between the films. From the viewpoint of downsizing and ensuring capacitance, the average height of the protrusions may be 20 ⁇ m or less, 15 ⁇ m or less, 8 ⁇ m or less, or 5 ⁇ m or less.
  • the size and density of the convex portions can also be determined from the film (or metallized film) taken out by disassembling the film capacitor.
  • a method for calculating the average height of the convex portions will be explained with reference to FIG. 1.
  • Six adjacent fields of view (Fields 1 to 6) are determined on the film.
  • the size of one field of view is 1 cm2 .
  • the six fields of view are arranged in two rows horizontally and three rows vertically.
  • the distance between the centers of the fields of view arranged horizontally is 2 cm.
  • the distance between the centers of the vertically lined fields of view is also 2 cm.
  • the thickness Hp of the film at all convex portions observed in each field of view is measured in the same manner.
  • one point is arbitrarily selected from the portion other than the convex portion within each field of view, and the thickness of the film at the portion other than the convex portion (that is, the thickness of the film body) is measured in the same manner.
  • the average value of the thicknesses of the film body at these six points is defined as the average thickness Ha of the film body.
  • the average value obtained by subtracting the average thickness Ha from the thickness Hp of each convex portion (Hp ⁇ Ha) is the average height of the convex portion.
  • the visual field is determined so that a total of 10 or more convex portions can be observed in six visual fields.
  • the protrusions that are entirely within the field of view are to be measured, and the protrusions that are only partially within the field of view are not to be measured.
  • the average area of the convex portions is 550 ⁇ m 2 or more. If the average area of the convex portions is less than 550 ⁇ m 2 , it is difficult to maintain the gaps between the films at the above density.
  • the average area of the convex portions is preferably 580 ⁇ m 2 or more, more preferably 650 ⁇ m 2 or more, and particularly preferably 700 ⁇ m 2 or more, since the gap between the films can be more easily maintained. From the viewpoint of further suppressing the decrease in capacitance, the average area of the convex portions may be 2,000 ⁇ m 2 or less, 1,500 ⁇ m 2 or less, or 1,000 ⁇ m 2 or less.
  • the average area of the convex portions is calculated from the observation range of the same image used to calculate the density of the convex portions.
  • the area of all the convex portions identified as described above when viewed from the normal direction of the main surface of the film body is measured, and the average value of these is the average area of the convex portions.
  • the average area of the protrusions is calculated for each main surface.
  • the average height of the convex portions is less than 2 ⁇ m and the density of the convex portions is 1 piece/cm 2 or more and 10 pieces/cm 2 or less, sufficient gaps cannot be formed between the films. Therefore, self-healing ability is low.
  • the average height of the protrusions is less than 2 ⁇ m, the self-healing function can be improved if the density of the protrusions is more than 10 pieces/cm 2 (for example, about 25 pieces/cm 2 ).
  • the dielectric breakdown point increases, the capacitance tends to decrease significantly.
  • the convex portions will be crushed by the force that presses the film body in the thickness direction, regardless of the density of the convex portions. Therefore, the gap between the films cannot be maintained.
  • the average area of the convex portions is less than 550 ⁇ m 2 and the density of the convex portions is more than 10 pieces/cm 2 (for example, about 25 pieces/cm 2 )
  • the self-healing function can be improved.
  • the capacitance tends to decrease significantly.
  • the material of the convex portion is not particularly limited as long as it is insulating.
  • the substance having insulation properties includes organic materials such as resin and rubber; and inorganic materials such as ceramics and glass.
  • the method of forming the convex portion is not particularly limited.
  • the convex portion may be formed by arranging insulating particles on the surface of the film body. At this time, from the viewpoint of density control, it is desirable that the particles be fixed to the surface of the film body.
  • the convex portion may be formed by subjecting the film body to an uneven process.
  • the convex portion may be formed by forming an organic material containing insulating particles into a film.
  • the protrusion may be integrally formed from the same material as the film body. Among these, from the viewpoint of productivity and prevention of contamination, it is preferable that the convex portion is integrally formed from the same material as the film body.
  • the protrusions that are integrally formed from the same material as the film body are formed, for example, when a part of the curable organic material aggregates when it is formed into a film or cured. In this case, various protrusions are irregularly formed on the surface of the film body. Aggregation of the organic material can be controlled by film forming conditions, curing conditions, composition of the organic material, and the like.
  • the convex portions can be easily formed by, for example, increasing the proportion of the curing agent (second organic material described later), increasing the proportion of the curing agent that is a multimer, or the like.
  • the shape of the convex portion is not particularly limited.
  • the shape of the convex portion when viewed from the normal direction of the main surface of the film body is, for example, a circle (including an ellipse), a rectangle, another polygon, or an irregular shape.
  • the shape of the convex portion when viewed from the thickness direction of the film body may also be semicircular, circular (including an ellipse), rectangular, other polygonal, or irregular shape.
  • the film body is dielectric.
  • the film body includes, for example, a cured product of an organic material.
  • the content of the cured product may be, for example, 90% by mass or more, further 95% by mass or more, particularly 98% by mass or more, and the upper limit may be 100% by mass.
  • the content of the cured product can be measured based on the change in mass before and after immersing the film body (or film) in a solvent such as toluene for 24 hours or more.
  • the film body may contain a cured product of a curable resin.
  • the curable resin may be thermosetting or photocurable.
  • Thermosetting resin means a resin that can be cured by heat.
  • the curing method for obtaining a cured product of the thermosetting resin is not particularly limited.
  • the thermosetting resin may be cured by heating, or by a method other than heating (for example, irradiation with active energy rays, addition of a polymerization initiator, reaction with a curing agent, self-polymerization).
  • Photocurable resin means a resin that can be cured by active energy rays.
  • the curing method for obtaining a cured product of the photocurable resin is also not particularly limited.
  • the method of curing the photocurable resin may be irradiation with active energy rays, or a method other than irradiation with active energy rays (for example, heating, addition of a polymerization initiator, reaction with a curing agent, self-polymerization).
  • active energy rays include light rays such as far ultraviolet rays, ultraviolet rays, near ultraviolet rays, and infrared rays; electromagnetic waves such as X-rays and ⁇ rays; electron beams; proton rays; and neutron rays.
  • a cured product of a curable resin can be obtained by curing a thermosetting resin or a photocurable resin by heating, irradiation with active energy rays, or other methods.
  • the film body may contain a cured product of a curable resin as a main component. This can improve heat resistance.
  • the main component is a component that accounts for 50% by mass or more of the film body.
  • curable resin examples include phenol resin, epoxy resin, melamine resin, urea resin, unsaturated polyester resin, silicone resin, phenoxy resin, and curable polyimide.
  • the cured product of the curable resin may contain at least one of a urethane bond and a urea bond.
  • the presence of urethane bonds and urea bonds can be confirmed using Fourier transform infrared spectrophotometry (FT-IR).
  • FT-IR Fourier transform infrared spectrophotometry
  • the cured product of the curable resin may contain urethane bonds.
  • the film body may include a reaction product of a first organic material (base material) having two or more hydroxyl groups in one molecule and a second organic material (curing agent) having two or more isocyanate groups in one molecule.
  • This reaction product has urethane bonds.
  • the hydroxyl group of the first organic material and the isocyanate group of the second organic material react to form a urethane bond, which is a crosslinked structure, and a cured product is obtained.
  • the first organic material has two or more hydroxyl groups in one molecule.
  • the hydroxyl equivalent of the first organic material may be, for example, 150 g/eq or more, further 200 g/eq or more, especially 220 g/eq or more, and, for example, 400 g/eq or less, further 350 g/eq or less, especially 300 g/eq or less. could be.
  • the first organic material may further be a compound having an epoxy group.
  • the number of epoxy groups in one molecule is 1 or more and 4 or less, typically 2 or more and 3 or less, particularly 2.
  • the epoxy group is typically bonded to the end of the main chain in the first organic material.
  • the first organic material may be linear or branched, and is typically linear.
  • the first organic material examples include polyvinyl acetal such as povinylacetoacetal; polyhydroxy polyether such as phenoxy resin; and polyester polyol.
  • the first organic material may have an aromatic ring and may be polyhydroxy polyether.
  • the first organic material may be used alone or in combination of two or more.
  • the phenoxy resin may be a reaction product of a bisphenol compound such as bisphenol A, bisphenol B, bisphenol C, bisphenol E, bisphenol F, or bisphenol G and epichlorohydrin.
  • the weight average molecular weight of the first organic material is not particularly limited.
  • the weight average molecular weight of the first organic material may be, for example, less than 75,000, may be less than 70,000, and may be less than 40,000.
  • the weight average molecular weight of the first organic material may be, for example, 2,000 or more, or 5,000 or more. In one aspect, the weight average molecular weight of the first organic material is 2,000 or more and less than 75,000.
  • the weight average molecular weight can be measured by gel permeation chromatography (GPC), and can be specified as a converted value using polystyrene as a standard sample.
  • the second organic material has two or more isocyanate groups in one molecule.
  • the isocyanate group equivalent of the second organic material can be, for example, 50 g/eq or more, further 70 g/eq or more, especially 100 g/eq or more, and for example 200 g/eq or less, further 160 g/eq or less, especially 140 g/eq or less. It can be.
  • Examples of the second organic material include monomers of compounds having isocyanate groups and polymers thereof.
  • Examples of the monomers include aromatic polyisocyanates such as 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, tolylene diisocyanate, and xylylene diisocyanate; aliphatic polyisocyanates such as hexamethylene diisocyanate; and fatty acids such as dicyclohexylmethane diisocyanate and isophorone diisocyanate.
  • Cyclic polyisocyanate; modified products of the above-mentioned aromatic polyisocyanate, aliphatic polyisocyanate, and alicyclic polyisocyanate are mentioned.
  • Examples of the above-mentioned multimers include dimers, trimers, and higher multimers of the above-mentioned aromatic polyisocyanates, aliphatic polyisocyanates, and alicyclic polyisocyanates.
  • Specific examples of the multimer include dimers such as uretdione; trimers such as adduct, isocyanurate, and biuret; and polymeric polyisocyanates.
  • the second organic material may be used alone or in combination of two or more.
  • the occupancy ratio of the multimeric second organic material on a molar basis is preferably 20 mol% or more, more preferably 25 mol% or more, and particularly preferably 30 mol% or more of the total second organic material.
  • the occupancy ratio of the multimeric second organic material on a molar basis is preferably 70 mol% or less, more preferably 60 mol% or less, and particularly preferably 50 mol% or less of the total second organic material.
  • the proportion of the second organic material in the polymer on a molar basis is 20 mol% or more and 70 mol% or less of the total second organic material.
  • the proportion of the second organic material in the multimer does not need to be considered in forming the convex portion
  • the proportion of the multimer on a molar basis with respect to the entire second organic material may be 5 mol% or more, and 10 It may be mol% or more.
  • the proportion of the multimer on a molar basis relative to the total second organic material may be 70 mol% or less, 60 mol% or less, and 50 mol% or less.
  • the proportion of the second organic material in the polymer on a molar basis is 5 mol% or more and 70 mol% or less of the total second organic material.
  • the mass ratio of the first organic material and the second organic material is not particularly limited. When the proportion of the second organic material is increased, it becomes easier to form convex portions that satisfy the above-mentioned size.
  • the mass ratio of the second organic material to the total of the first organic material and the second organic material is preferably 15% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, and particularly preferably 25% by mass or more.
  • the mass ratio of the second organic material to the above total is preferably 50% by mass or less, more preferably 45% by mass or less, and particularly preferably 40% by mass or less. In one embodiment, the mass ratio of the second organic material to the above-mentioned total is 15% by mass or more and 50% by mass or less.
  • the mass proportion of the second organic material to the above-mentioned total may be 10% by mass or more, and may be 20% by mass or more, It may be 30% by mass or more.
  • the mass proportion of the second organic material to the above total may be 80% by mass or less, 70% by mass or less, and 60% by mass or less.
  • the mass ratio of the second organic material to the above total is 10% by mass or more and 60% by mass or less.
  • the molar ratio (NCO/OH) between the isocyanate groups contained in the second organic material and the hydroxyl groups contained in the first organic material may be, for example, 0.9 or more, further 1 or more, especially 1.1 or more, for example It can be 2 or less, even 1.5 or less, especially 1.3 or less.
  • the film body may contain other additives.
  • additives include leveling agents and the like.
  • the additive may or may not be physically or chemically bonded to the cured product of the first organic material and the second organic material.
  • the additive has a hydroxyl group, an epoxy group, a silanol group, a carboxy group, etc.
  • the additive can be chemically bonded (covalently bonded) to the cured product of the first organic material and the second organic material.
  • the film body may contain unreacted substances of the first organic material and/or the second organic material.
  • the film body has one or both of a hydroxyl group and an isocyanate group.
  • FT-IR Fourier transform infrared spectrophotometer
  • the average thickness Ha of the film body is not particularly limited.
  • the average thickness Ha of the film body may be 5 ⁇ m or less, 3.5 ⁇ m or less, or 3.4 ⁇ m or less.
  • the average thickness Ha of the film body may be 0.5 ⁇ m or more.
  • the average thickness Ha of the film body is the average thickness of the film in areas other than the convex portions, and is calculated as described above.
  • the dielectric resin film is produced by, for example, (1) preparing a resin solution by mixing the first organic material, the second organic material, and a solvent, and (2) coating the resin solution on a base material.
  • a method comprising: forming a coating film; (3) drying the coating film and removing the solvent to form a dry coating film; and (4) heating and curing the dried coating film.
  • the solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the first organic material and the second organic material.
  • the solvent include ketone solvents such as methyl ethyl ketone and diethyl ketone; and ether solvents such as tetrahydrofuran and tetrahydropyran.
  • the solvents may be used alone or in combination of two or more.
  • a mixture of a ketone solvent and an ether solvent is preferred.
  • the proportion of ketone solvent in the mixture can be, for example, 10% by weight or more, even 30% by weight or more, in particular 40% by weight or more, and for example 90% by weight or less, even 70% by weight or less, especially 60% by weight or less.
  • the total concentration of the first organic material and the second organic material in the resin solution may be, for example, 15% by mass or more and 25% by mass or less.
  • mass proportion of the second organic material is set to 15% by mass or more and 50% by mass or less of the total of the first organic material and the second organic material, convex portions satisfying the above size and density are likely to be formed.
  • molar ratio of the multimeric second organic material is set to 5 mol % or more and 70 mol % or less of the total second organic material, convex portions satisfying the above size and density are easily formed.
  • the resin solution may also contain a catalyst.
  • catalysts include amine compounds such as triethylamine, tributylamine, and triethylenediamine; organometallic compounds such as titanium tetrabutoxide, dibutyltin oxide, dibutyltin dilaurate, zinc naphthenate, cobalt naphthenate, tin octylate, and dibutyltin dilaurate;
  • organometallic compounds such as titanium tetrabutoxide, dibutyltin oxide, dibutyltin dilaurate, zinc naphthenate, cobalt naphthenate, tin octylate, and dibutyltin dilaurate
  • inorganic compounds such as iron chloride and zinc chloride.
  • the prepared resin solution may be subjected to high-pressure homogenization treatment, mechanical homogenization treatment, or ultrasonic homogenization treatment. This further increases the dispersibility of each organic material.
  • the prepared resin solution is coated on the base material.
  • the resin solution is applied, for example, so that the average thickness Ha of the film body after curing is 0.5 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less.
  • a typical example of the base material is a resin base material.
  • the resin constituting the resin base material include polyester resins such as polyethylene terephthalate.
  • Examples of the coating method include roll coating methods such as reverse roll coating, gravure coating, roll coating, die coating, and bar coating; curtain coating; spray coating; and dip coating.
  • Drying process In this process, the coating film is dried. Drying is typically performed by heating.
  • the drying temperature can be, for example, 40°C or higher, even 50°C or higher, especially 60°C or higher, and can be, for example, 150°C or lower, further 130°C or lower, especially 120°C or lower.
  • the coating film is heated at a temperature equal to or higher than the drying temperature. This heating promotes the reaction between the first organic material and the second organic material, resulting in a cured film.
  • the temperature at which the coating film is cured can be, for example, 100°C or higher, further 120°C or higher, especially 140°C or higher, and can be, for example, 170°C or lower, further 165°C or lower, especially 160°C or lower.
  • a film capacitor includes two or more dielectrics facing each other, a first metal layer interposed between the dielectrics, and a second metal layer facing the first metal layer with the dielectric interposed therebetween. Equipped with Two adjacent dielectrics face each other with a metal layer in between. In film capacitors, metal layers and dielectrics are usually arranged alternately. A film is typically used as the dielectric.
  • At least one dielectric includes a dielectric resin film according to the present disclosure.
  • the configurations of the dielectrics may be the same or different. From the viewpoint of self-healing function and suppression of decrease in capacitance, it is preferable that all the dielectrics are dielectric resin films according to the present disclosure.
  • the first metal layer and the second metal layer function as internal electrodes.
  • the metal layer may contain, for example, at least one member selected from the group consisting of aluminum, titanium, zinc, magnesium, tin, and nickel, and typically may contain aluminum.
  • the configuration of each metal layer may be the same or different.
  • each metal layer is, for example, 5 nm or more and 40 nm or less.
  • the thickness of the metal layer can be measured by cutting the metallized film in the thickness direction and observing the cut surface using an electron microscope such as a field emission scanning electron microscope (FE-SEM).
  • FE-SEM field emission scanning electron microscope
  • the metal layer may be formed on at least one main surface of the film, for example, by vapor deposition or sputtering.
  • the metal layer may be a metal foil.
  • the metal layer is typically formed on one main surface of the film.
  • the first metal layer is formed on one main surface of the film.
  • a second metal layer is formed on one main surface of the other film.
  • the film including the first metal layer (first metallized film) and the film including the second metal layer (second metallized film) are the first metal layer and the second metal layer.
  • the layers are arranged such that some film is interposed between them.
  • the metal layer formed on the dielectric resin film according to the present disclosure may be provided on the main surface where the convex portion is arranged, or may be provided on the other main surface. Typically, the metal layer is provided on the main surface of the film on which the convex portions are arranged.
  • the first metallized film and the second metallized film can be of the wound type, wound in a superimposed manner, and the first metallized film and the second metallized film are It may be a laminated type in which layers are laminated in the thickness direction.
  • the film capacitor may further include a winding shaft used for winding.
  • a wound body and a laminate including a dielectric (typically a dielectric resin film) and a metal layer may be collectively referred to as a capacitor element.
  • the cross-sectional shape of the capacitor element may be circular, elliptical, or elliptical, and typically may be elliptical or elliptical from the viewpoint of reducing size and height.
  • the configuration of the capacitor element is not limited to one that includes a first metallized film and a second metallized film, and includes two or more dielectrics facing each other and a first metal layer interposed between the dielectrics. and a second metal layer that faces the first metal layer with a dielectric interposed therebetween.
  • the film capacitor further includes external terminal electrodes.
  • the external terminal electrodes are usually arranged on two opposing end surfaces of the capacitor element.
  • external terminal electrodes are arranged at two locations so as to cover both end faces of the capacitor element in the direction of the winding axis.
  • One of the external terminal electrodes (first external terminal electrode) is electrically connected to the first metal layer.
  • Another external terminal electrode (second external terminal electrode) is electrically connected to the second metal layer.
  • the configuration of each external terminal electrode may be the same or different.
  • the external terminal electrode is typically formed by metal spraying.
  • the metal species include zinc, aluminum, tin, and zinc-aluminum alloy.
  • the thickness of the external terminal electrode is not particularly limited. The thickness of the external terminal electrode is, for example, 0.5 mm or more and 3 mm or less.
  • FIG. 1 shows a wound type film capacitor 1.
  • the film capacitor 1 includes a capacitor element 5, a first external terminal electrode 6a, and a second external terminal electrode 6b.
  • the capacitor element 5 is constructed by winding a first metallized film 4a and a second metallized film 4b in an overlapping state.
  • the first external terminal electrode 6a and the second external terminal electrode 6b are respectively formed at both ends of the capacitor element 5 in the width direction (winding axis direction) W.
  • the first metal layer 3a and the second metal layer 3b are electrically connected to each other.
  • the first metallized film 4a includes a first film 2a and a first metal layer 3a provided on one surface of the first film 2a.
  • the second metallized film 4b includes a second film 2b and a second metal layer 3b provided on one side of the second film 2b. At least one of the first film 2a and the second film 2b is a film according to the present disclosure.
  • the first film 2a and the second film 2b are opposed to each other.
  • the first metal layer 3a and the second metal layer 3b face each other with the first film 2a or the second film 2b interposed therebetween.
  • the first metal layer 3a is electrically connected to the first external terminal electrode 6a.
  • the second metal layer 3b is electrically connected to the second external terminal electrode 6b.
  • the first metal layer 3a is formed on one surface of the first film 2a so that it reaches one side edge of the first film 2a but does not reach the other side edge. Typically, the first metal layer 3a extends to the side edge where the first metal layer 3a is electrically connected to the first external terminal electrode 6a, but extends to the opposite side edge. It is formed in such a way that it does not reach.
  • the second metal layer 3b is formed on one surface of the second film 2b so that it does not reach one side edge of the second film 2b but reaches the other side edge. Typically, the second metal layer 3b extends to the side edge where the second metal layer 3b is electrically connected to the second external terminal electrode 6b, but extends to the opposite side edge. It is formed in such a way that it does not reach.
  • the first metallized film 4a and the second metallized film 4b are arranged so as to be shifted from each other in the width direction W.
  • the end of the first metallized film 4a on the side where the first metal layer 3a reaches the side edge of the first film 2a is exposed from the second metallized film 4b.
  • the second metallized film 4b is arranged such that the end portion of the side where the second metal layer 3b reaches the side edge of the second film 2b is exposed from the first metallized film 4a.
  • Ru the capacitor element 5 is configured by overlapping the first metallized film 4a and the second metallized film 4b with a deviation and winding them.
  • first metal layer 3a and second metal layer 3b are exposed at their ends.
  • the second metallized films 4b are wound on top of each other so as to be located outside the first metallized film 4a in the radial direction T.
  • the first metallized film 4a is arranged such that the main surface on which the first metal layer 3a is provided faces inward in the radial direction T
  • the second metallized film 4b is arranged so that the main surface on which the first metal layer 3a is provided faces inward in the radial direction T.
  • 3b is arranged so that the main surface thereof faces inward in the radial direction T.
  • the first external terminal electrode 6a contacts the exposed end of the first metal layer 3a, thereby electrically connecting the first external terminal electrode 6a and the first metal layer 3a.
  • Ru Typically, the first metal layer 3a is in contact with the first external terminal electrode 6a while protruding in the width direction W relative to the first external terminal electrode 6a.
  • the second external terminal electrode 6b contacts the exposed end of the second metal layer 3b, thereby electrically connecting the second external terminal electrode 6b and the second metal layer 3b.
  • the second metal layer 3b is in contact with the second external terminal electrode 6b while protruding in the width direction W relative to the second external terminal electrode 6b.
  • a wound type film capacitor for example, includes a step of forming a metal layer on one main surface of a dielectric resin film to obtain a metallized film, overlapping two or more metallized films, and winding them. It is manufactured by a method comprising the steps of obtaining a capacitor element and forming external terminal electrodes at both ends of the capacitor element in the direction of the winding axis. At least one dielectric resin film constituting the metallized film is a film according to the present disclosure.
  • the metal layer is formed, for example, by vapor deposition.
  • the metal layer is typically provided on the main surface of the film where the convex portions are arranged.
  • the external terminal electrode is formed, for example, by metal spraying.
  • Example 1 Preparation of dielectric resin film In a reaction vessel, polyhydroxypolyether as the first organic material (phenoxy resin (bisphenol A type epoxy resin) which is a reaction product of bisphenol A and epichlorohydrin), weight average molecular weight 56 parts by mass of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI, a mixture of a monomer and a polymer) as a second organic material. , and 400 parts by mass of a mixed solvent in which methyl ethyl ketone (MEK) and tetrahydrofuran (THF) were mixed at a mass ratio of 1:1 to obtain a resin solution.
  • phenoxy resin bisphenol A type epoxy resin
  • MDI 4,4'-diphenylmethane diisocyanate
  • MEK methyl ethyl ketone
  • THF tetrahydrofuran
  • the obtained resin solution was coated onto a polyethylene terephthalate (PET) base material using a gravure coater so that the thickness after curing was 3.5 ⁇ m. Next, it was heated to 100° C. or higher in a drying oven and sufficiently dried until the solvent content became 0.5% or less to obtain a dry coating film. The obtained dried coating film was cured by heat treatment at 150° C. for about 4 hours to obtain a dielectric resin film. A plurality of convex portions were formed on the main surface of the dielectric resin film opposite to the base material.
  • PET polyethylene terephthalate
  • Example 1 except that the mass ratio of the second organic material to the total of the first organic material and the second organic material and/or the molar ratio of the multimer in the second organic material were changed as shown in Table 1.
  • a dielectric resin film and a film capacitor were produced in the same manner.
  • Example 4 Polyvinyl acetoacetal (weight average molecular weight 120,000) was used as the first organic material, tolylene diisocyanate (TDI, a mixture of a monomer and a polymer) was used as the second organic material, and the first organic material A dielectric material was prepared in the same manner as in Example 1, except that the mass proportion of the second organic material and the molar proportion of the polymer in the second organic material were changed as shown in Table 1. A resin film and a film capacitor were produced.
  • TDI tolylene diisocyanate
  • Example 5 A film capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that a dielectric resin film was produced as described below.
  • MEK methyl ethyl ketone
  • the obtained resin solution was coated onto a PET base material using a gravure coater so that the thickness after curing was 3.5 ⁇ m. Next, it was heated to 100° C. or higher in a drying oven and sufficiently dried until the solvent content became 0.5% or less to obtain a dry coating film. The obtained dried coating film was cured by heat treatment at 150° C. for about 4 hours to obtain a dielectric resin film. A plurality of convex portions were formed on the main surface of the dielectric resin film opposite to the base material.
  • FIG. 3 is an image obtained by photographing the film of Example 1 with a line sensor camera and after image processing. The dots are convex parts. There were 43 convex portions confirmed from this image.
  • the films produced in Examples 1 to 3 were formed with convex portions having a density of 1 piece/cm 2 or more and 10 pieces/cm 2 or less, an average height of 2 ⁇ m or more, and an average area of 550 ⁇ m 2 or more. Therefore, the obtained film capacitor showed excellent self-healing function and high withstand voltage.
  • the films produced in Examples 4 and 5 differ from the films of Examples 1 to 3 in the materials of the main body and convex parts, the obtained film capacitors have the same self-healing function and the same properties as Examples 1 to 3. It showed the withstand voltage. From this, regardless of the material of the main body and the convex parts, if the density of the convex parts is 1 piece/cm2 or more and 10 pieces/ cm2 or less, the average height is 2 ⁇ m or more, and the average area is 550 ⁇ m2 or more, it is excellent. It can be seen that a self-recovery function and high withstand voltage can be obtained.
  • the convex portions of the film produced in Comparative Example 1 have a density of 1 piece/cm2 or more and 10 pieces/ cm2 or less, an average height of 2 ⁇ m or more, but an average area of less than 550 ⁇ m2 . be. Therefore, the obtained film capacitor has poor self-healing ability. This is thought to be because the convex portions were crushed during the production of the capacitor, making it impossible to secure a sufficient gap between the films.
  • the convex portions of the film produced in Comparative Example 2 have a density of 1 piece/cm 2 or more and 10 pieces/cm 2 or less, an average area of 550 ⁇ m 2 or more, but an average height of less than 2 ⁇ m. Therefore, a sufficient gap cannot be secured between the films, and the obtained film capacitor has poor self-healing function.
  • the protrusions of the film produced in Comparative Example 3 had an average height of 2 ⁇ m or more and an average length of 30 ⁇ m or more, but the density was less than 1 protrusion/cm 2 . Therefore, a sufficient gap cannot be secured between the films, and the self-healing function is inferior.
  • the protrusions of the film produced in Comparative Example 4 have an average height of 2 ⁇ m or more, an average area of 550 ⁇ m 2 or more, and a density of more than 10 pieces/cm 2 . Therefore, the number of dielectric breakdown points increases, and the resulting film capacitor has poor withstand voltage.
  • the dielectric resin film of the present disclosure is used in a film capacitor.
  • This film capacitor has an excellent self-healing function and its capacitance does not easily decrease when high voltage is applied, so it can be applied to various electronic devices.

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Abstract

優れた自己回復機能を備え、かつ、高電圧印加時に静電容量が減少し難いフィルムコンデンサを形成可能な誘電体樹脂フィルムを提供する。対向する２つの主面を有する誘電性の樹脂フィルム本体と、少なくとも一方の前記主面に配置される、少なくとも１つの絶縁性の凸部と、を備え、前記凸部の密度は、１個／ｃｍ２以上１０個／ｃｍ２以下であり、前記凸部の平均高さは、２μｍ以上であり、前記主面の法線方向から見た前記凸部の平均面積は５５０μｍ２以上である、誘電体樹脂フィルム。

Description

誘電体樹脂フィルムおよびフィルムコンデンサ
　本発明は、誘電体樹脂フィルムおよびフィルムコンデンサに関する。
　フィルムコンデンサは、高い自己回復機能を有することが知られている。この自己回復機能をさらに高めるために、特許文献１は、誘電体フィルムの表面にナノ粒子を数多く分散させることを提案している。
特開２０１４－１０７３９４号公報
　しかしながら、特許文献１の方法では、分散した多くのナノ粒子が絶縁破壊の起点となり、高電圧が印加される際にフィルムコンデンサの静電容量が減少し易い。
　本発明は、優れた自己回復機能を備え、かつ、高電圧印加時に静電容量が減少し難いフィルムコンデンサを形成可能な誘電体樹脂フィルムを提供することを目的とする。
　本発明は、対向する２つの主面を有する誘電性の樹脂フィルム本体と、少なくとも一方の前記主面に配置される、少なくとも１つの絶縁性の凸部と、を備え、前記凸部の密度は、１個／ｃｍ２以上１０個／ｃｍ２以下であり、前記凸部の平均高さは、２μｍ以上であり、前記主面の法線方向から見た前記凸部の平均面積は、５５０μｍ２以上である、誘電体樹脂フィルムに関する。
　前記樹脂フィルム本体は、硬化性樹脂の硬化物を含んでいてよい。
　前記硬化性樹脂の硬化物は、ウレタン結合を有していてよい。
　前記樹脂フィルム本体は、１分子中に２以上の水酸基を有する第１有機材料と、１分子中に２以上のイソシアネート基を有する第２有機材料との反応生成物を含んでいてよい。
　前記第１有機材料は、さらに芳香環を有していてよい。
　また、本発明は、互いに対向する２以上の誘電体と、前記誘電体同士の間に介在する第１の金属層と、前記誘電体を介して、前記第１の金属層に対向する第２の金属層と、を備え、少なくとも１つの前記誘電体は、上記の誘電体樹脂フィルムを含む、フィルムコンデンサに関する。
　本発明によれば、優れた自己回復機能を備え、かつ、高電圧印加時に静電容量が減少し難いフィルムコンデンサを形成可能な、誘電体樹脂フィルムを提供することができる。
凸部の平均高さの算出方法を説明する図である。 本発明のフィルムコンデンサの一例を示す縦断面図である。 実施例１で作製された誘電体樹脂フィルムをラインセンサカメラで撮影し、画像処理した後の画像である。
［誘電体樹脂フィルム］
　フィルムコンデンサは、互いに対向する２以上の誘電体と、誘電体同士の間に介在する第１の金属層と、誘電体を介して、第１の金属層に対向する第２の金属層と、を備える。誘電体として、典型的には、誘電体樹脂フィルム（以下、単にフィルムと称する場合がある。）が使用される。金属層は、通常、フィルムの少なくとも一方の主面に形成される。フィルムコンデンサは、この金属層を備えるフィルム（以下、金属化フィルムと称する場合がある。）を、複数枚、積層して、または重ね合わせた状態で巻回して構成され得る（前者は積層型フィルムコンデンサと称され得、後者は巻回型フィルムコンデンサと称され得る）。
　フィルムコンデンサは、いわゆるセルフヒーリング（self healing）機能を備える。セルフヒーリング機能は、フィルムに局所的な絶縁破壊が生じたとき、その破壊点に流れる短絡電流によって金属層を飛散させて、絶縁を確保するものである。短絡電流によってフィルムもまた分解され、ガスが発生する。金属層を介して対向（この場合、「隣接」）するフィルム間に隙間があると、フィルム由来のガスがコンデンサの外部に放出され易くなって、セルフヒーリング機能が発揮され易い。一方、金属層の面積が減少するため、通常、フィルムコンデンサの静電容量は大きく低下する。
　本開示では、フィルム間に十分な隙間を設けつつ、フィルムの欠損を少なくするために、誘電性の樹脂フィルム本体の少なくとも一方の主面に、嵩高い凸部を低密度で配置する。１以上の嵩高い凸部の平均高さは２μｍ以上であり、平均面積は５５０μｍ２以上である。凸部の密度は、１個／ｃｍ２以上１０個／ｃｍ２以下である。これにより、高い自己回復機能と静電容量の減少抑制とが両立する。
　自己回復機能は、例えば、評価目的でフィルムコンデンサに高い電圧を印加して故障させたときの故障モードにより判断される。オープンモードにより故障する場合、フィルムコンデンサは高い自己回復機能を有すると判断できる。ショートモードにより故障する場合、フィルムコンデンサは自己回復機能に劣ると判断できる。
　フィルムコンデンサの定格電圧は、一般に１００Ｖから２０００Ｖ程度である。信頼性の観点から、フィルムコンデンサに定格電圧の１１５％から２５０％程度（少なくとも１１５％から１３０％程度）の電圧を印加しても、静電容量が減少し難いことが求められる。本開示に係るフィルムを備えるコンデンサは、高電圧印加時にも静電容量が減少し難い。例えば、本開示に係るフィルムを備えるコンデンサに定格電圧の１１５％以上の電圧を印加しても、初期の静電容量の５０％は維持され得る。静電容量が減少し難いことは、絶縁破壊の程度が小さいことを示唆している。絶縁破壊の程度が小さい場合にも、フィルムコンデンサのショートモードによる故障は生じ難い。
（凸部）
　凸部は、絶縁性である。凸部は、樹脂フィルム本体（以下、単にフィルム本体と称する場合がある。）の少なくとも一方の主面に１以上配置される。凸部は、フィルム間の隙間の形成に寄与する。凸部は、また、絶縁破壊する際の起点になり得る。
　凸部は、以下の方法で特定される。まず、フィルム本体の一方の面からプローブ光を照射し、反射光もしくは透過光の輝度を測定する。観察範囲全体の輝度の平均値を算出し、平均輝度値の半分以下の輝度値が、一定の面積（例えば、０．５μｍ２以上）連続する領域を特定する。領域の面積を指定するのは、ダスト等を排除するためである。この領域は、観察範囲の他の領域とは同一平面上になく、フィルム本体の上記の面から突出した部分、フィルム本体の上記の面より凹んだ部分、および、周辺が盛り上がって中央部が凹んだクレーター形の部分などを含む。特定された領域のうち、フィルム本体の上記の面から突出した部分を含むものを凸部とする。凸部には、上記のクレーター形のように、一部凹んだ部分を含む領域も含まれる。
　特定された領域が突出した部分を含んでいるか否かは、例えば、撮影画像および輝度の変化量から、画像解析技術により判定する方法、上記領域を斜め上方向から撮影する方法などにより判定できる。凸部は、表面欠陥検査装置（例えば、アヤハエンジニアリング社製のＯＭＩ－ＵＬ２８）を用いて特定されてもよい。
　凸部は、フィルム本体の少なくとも一方の主面に配置されていればよい。少なくとも一方の主面に配置された凸部が、上記の大きさおよび密度を満たしていればよく、他方の主面には、凸部が配置されてなくてもよい。また、他方の主面に、上記の大きさおよび密度を満たさない凸部が配置されていてもよい。なかでも、自己回復機能を制御し易く、静電容量の減少が抑制され易い点で、凸部は、フィルム本体の一方の主面にのみ配置されることが好ましい。
　凸部の密度は、１個／ｃｍ２以上１０個／ｃｍ２以下である。凸部の密度が１個／ｃｍ２未満であると、フィルム間に十分な隙間を形成することは困難である。フィルム間の隙間がより形成され易い点で、凸部の密度は、２個／ｃｍ２以上が好ましく、３個／ｃｍ２以上がより好ましい。凸部の密度が１０個／ｃｍ２を超えると、絶縁破壊点が過度に多くなるため静電容量の減少が大きくなる。静電容量の観点から、凸部の密度は、８個／ｃｍ２以下が好ましく、６個／ｃｍ２以下がより好ましい。
　このように密度が低くても、凸部の平均高さが大きいため、フィルム間に十分な隙間を設けることができる。さらに、凸部の面積が大きいため、フィルム本体がその厚み方向に押圧された場合にも、凸部が潰れ難くなって、フィルム間の隙間は維持される。コンデンサの作製過程において、複数のフィルムは、積層され、または重ね合わされた状態で巻回され、場合により、積層または巻回後にプレスされ得る。このとき、フィルム本体は、その厚み方向に押圧され得る。
　凸部の密度は、観察範囲において、上記のプローブ光の照射により特定された凸部をすべてカウントし、この凸部の数を、観察範囲の面積で除すことにより求められる。観察範囲は、４０ｃｍ２以上５０ｃｍ２以下とする。
　凸部の平均高さは、２μｍ以上である。凸部の平均高さが２μｍ未満であると、上記の密度で、フィルム間に十分な隙間を形成することは困難である。フィルム間の隙間がさらに形成され易い点で、凸部の平均高さは２．５μｍ以上が好ましく、３μｍ以上がより好ましい。凸部が高いほど、フィルム間に十分な隙間を形成し易い。小型化および静電容量確保の観点から、凸部の平均高さは、２０μｍ以下であってよく、１５μｍ以下であってよく、８μｍ以下であってよく、５μｍ以下であってよい。
　凸部の大きさや密度は、フィルムコンデンサを分解して取り出されたフィルム（あるいは金属化フィルム）からも求められる。
　凸部の平均高さの算出方法を、図１を参照しながら説明する。
　まず、フィルム上に、近接する６つの視野（Field 1～6）を決定する。１つの視野の大きさは、１ｃｍ２である。６つの視野は、ヨコ２列、タテ３行に並んでいる。ヨコに並んだ視野の中心同士の距離は２ｃｍである。タテに並んだ視野の中心同士の距離も２ｃｍである。
　レーザー顕微鏡を用いて、各視野で観察されるすべての凸部におけるフィルムの厚みＨｐを測定する。別途、各視野内の凸部以外の部分から任意に１点選択し、同様にして、凸部以外の部分におけるフィルムの厚み（すなわち、フィルム本体の厚み）を測定する。この６点のフィルム本体の厚みの平均値を、フィルム本体の平均厚みＨａとする。各凸部部分の厚みＨｐから平均厚みＨａを引いた値（Ｈｐ－Ｈａ）の平均値が、凸部の平均高さである。凸部がフィルム本体の両方の主面の表面に配置されている場合、凸部の平均高さは、主面ごとに算出される。
　１つの視野内に、凸部が１つもなくてもよい。ただし、６つの視野で合計１０個以上の凸部が観察されるように、視野を決定する。フィルムの法線方向から見たとき、全体が視野内に含まれている凸部を測定の対象とし、一部のみが視野内に入っている凸部は対象外とする。
　凸部の平均面積は５５０μｍ２以上である。凸部の平均面積が５５０μｍ２未満であると、上記の密度で、フィルム間の隙間を維持することは困難である。フィルム間の隙間がより維持され易い点で、凸部の平均面積は５８０μｍ２以上が好ましく、６５０μｍ２以上がより好ましく、７００μｍ２以上が特に好ましい。静電容量の減少をさらに抑制する観点から、凸部の平均面積は２，０００μｍ２以下であってよく、１，５００μｍ２以下であってよく、１，０００μｍ２以下であってよい。
　凸部の平均面積は、凸部の密度を算出する際に用いられたのと同じ画像の観察範囲から算出される。上記のようにして特定されたすべての凸部の、フィルム本体の主面の法線方向から見たときの面積を測定し、これらの平均値が、凸部の平均面積である。凸部がフィルム本体の両方の主面の表面に配置されている場合、凸部の平均面積は、主面ごとに算出される。
　凸部の平均高さが２μｍ未満の場合、凸部の密度が１個／ｃｍ２以上１０個／ｃｍ２以下であると、フィルム間に十分な隙間を形成することはできない。そのため、自己回復機能は低い。凸部の平均高さが２μｍ未満の場合、凸部の密度が１０個／ｃｍ２超（例えば、２５個／ｃｍ２程度）であれば、自己回復機能は向上し得る。しかしながら、絶縁破壊点が増大するため、静電容量の減少が大きくなり易い。
　凸部の平均面積が５５０μｍ２未満の場合、凸部の密度に関わらず、フィルム本体をその厚み方向に押圧する力によって、凸部は潰れてしまう。そのため、フィルム間の隙間を維持することができない。凸部の平均面積が５５０μｍ２未満の場合、凸部の密度が１０個／ｃｍ２超（例えば、２５個／ｃｍ２程度）であれば、自己回復機能は向上し得る。しかしながら、上記と同様、絶縁破壊点が増大するため、静電容量の減少が大きくなり易い。
　凸部の材質は、絶縁性である限り特に限定されない。絶縁性を有する物質（絶縁体）としては、代表的には、樹脂、ゴム等の有機材料；セラミックス、ガラス等の無機材料が挙げられる。
　凸部の形成方法は特に限定されない。凸部は、絶縁性の粒子をフィルム本体表面に配置することにより、形成されてもよい。このとき、密度制御の観点から、粒子は、フィルム本体表面に固定されることが望ましい。凸部は、フィルム本体に凹凸加工を施すことにより、形成されてもよい。凸部は、絶縁性の粒子を含む有機材料をフィルム化することにより、形成されてもよい。あるいは、凸部は、フィルム本体と同じ材料から一体的に形成されてよい。なかでも、生産性および汚染の抑制等の観点から、凸部は、フィルム本体と同じ材料から一体的に形成されていることが好ましい。
　フィルム本体と同じ材料から一体的に形成されている凸部は、例えば、硬化性の有機材料がフィルム化あるいは硬化される際、その一部が凝集することにより形成される。この場合、多様な凸部が、フィルム本体の表面に不規則に形成される。有機材料の凝集は、フィルム化の条件、硬化の条件、有機材料の組成等によって、制御され得る。凸部は、例えば、硬化剤（後述する第２有機材料）の割合を多くする、多量体である硬化剤の割合を多くする等により、形成され易くなる。
　凸部の形状は特に限定されない。凸部を、フィルム本体の主面の法線方向から見たときの形状は、例えば、円形（楕円形を含む）、矩形、その他の多角形、あるいは不定形である。凸部を、フィルム本体の厚み方向から見たときの形状もまた、半円形、円形（楕円形を含む）、矩形、その他の多角形、あるいは不定形であり得る。
（有機材料）
　フィルム本体は、誘電性である。フィルム本体は、例えば、有機材料の硬化物を含む。フィルム本体において、上記の硬化物の含有率は、例えば９０質量％以上、さらには９５質量％以上、とりわけ９８質量％以上であり得、上限は１００質量％であり得る。上記硬化物の含有率は、フィルム本体（あるいはフィルム）をトルエン等の溶剤に２４時間以上浸漬した前後の質量変化に基づいて測定できる。
　フィルム本体は、硬化性樹脂の硬化物を含んでいてよい。硬化性樹脂は、熱硬化性であってよく、光硬化性であってよい。熱硬化性樹脂とは、熱で硬化し得る樹脂を意味する。熱硬化性樹脂の硬化物を得るための硬化方法は特に限定されない。熱硬化性樹脂の硬化方法は、加熱であってよく、加熱以外の方法（例えば、活性エネルギー線の照射、重合開始剤の添加、硬化剤との反応、自己重合）であってよい。光硬化性樹脂は、活性エネルギー線によって硬化し得る樹脂を意味する。光硬化性樹脂の硬化物を得るための硬化方法も特に限定されない。光硬化性樹脂の硬化方法は、活性エネルギー線の照射であってよく、活性エネルギー線の照射以外の方法（例えば、加熱、重合開始剤の添加、硬化剤との反応、自己重合）であってよい。活性エネルギー線としては、例えば、遠紫外線、紫外線、近紫外線、赤外線などの光線；Ｘ線、γ線などの電磁波；電子線；プロトン線；中性子線が挙げられる。硬化性樹脂の硬化物は、熱硬化性樹脂あるいは光硬化性樹脂を加熱、活性エネルギー線の照射、あるいはその他の方法により硬化することにより得られる。
　フィルム本体は、硬化性樹脂の硬化物を主成分として含んでいてよい。これにより、耐熱性が向上し得る。主成分とは、フィルム本体の５０質量％以上を占める成分である。
　硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、フェノキシ樹脂、硬化性ポリイミドが挙げられる。
　硬化性樹脂の硬化物は、ウレタン結合およびユリア結合の少なくとも一方を含んでいてよい。ウレタン結合およびユリア結合の存在は、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ－ＩＲ）を用いて確認することができる。硬化性樹脂の硬化物は、ウレタン結合を含んでいてよい。
　フィルム本体は、１分子中に２以上の水酸基を有する第１有機材料（主剤）と、１分子中に２以上のイソシアネート基を有する第２有機材料（硬化剤）との反応生成物を含み得る。この反応生成物は、ウレタン結合を有する。第１有機材料の水酸基と第２有機材料のイソシアネート基とが反応することにより、架橋構造であるウレタン結合が形成されて、硬化物が得られる。
〈第１有機材料〉
　第１有機材料は、１分子中に２以上の水酸基を有する。第１有機材料の水酸基当量は、例えば１５０ｇ／ｅｑ以上、さらには２００ｇ／ｅｑ以上、とりわけ２２０ｇ／ｅｑ以上であり得、例えば４００ｇ／ｅｑ以下、さらには３５０ｇ／ｅｑ以下、とりわけ３００ｑ／ｅｑ以下であり得る。
　第１有機材料は、さらにエポキシ基を有する化合物であってもよい。エポキシ基の個数は、１分子中に１以上４以下であり、代表的には２以上３以下であり、とりわけ２である。エポキシ基は、前記第１有機材料において、代表的には、主鎖の末端に結合している。
　第１有機材料は、直鎖状、分岐鎖状であってよく、代表的には直鎖状である。
　第１有機材料としては、例えば、ポビニルアセトアセタール等のポリビニルアセタール；フェノキシ樹脂等のポリヒドロキシポリエーテル；ポリエステルポリオールが挙げられる。なかでも、第１有機材料は、芳香環を有していてよく、ポリヒドロキシポリエーテルであってよい。第１有機材料は、１種を単独で、あるいは、２種以上を組み合わせて用いられる。
　フェノキシ樹脂は、例えば、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＢ、ビスフェノールＣ、ビスフェノールＥ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＧ等のビスフェノール化合物と、エピクロロヒドリンとの反応物であり得る。
　第１有機材料の重量平均分子量は特に限定されない。第１有機材料の重量平均分子量は、例えば７５，０００未満であってよく、７０，０００以下であってよく、４０，０００以下であってよい。第１有機材料の重量平均分子量は、例えば２，０００以上であってよく、５，０００以上であってよい。一態様において、第１有機材料の重量平均分子量は、２，０００以上７５，０００未満である。
　本明細書において、重量平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィ（ＧＰＣ）により測定することができ、ポリスチレンを標準試料とする換算値として特定できる。
〈第２有機材料〉
　第２有機材料は、１分子中に２以上のイソシアネート基を有する。第２有機材料のイソシアネート基当量は、例えば５０ｇ／ｅｑ以上、さらには７０ｇ／ｅｑ以上、とりわけ１００ｇ／ｅｑ以上であり得、例えば２００ｇ／ｅｑ以下、さらには１６０ｇ／ｅｑ以下、とりわけ１４０ｑ／ｅｑ以下であり得る。
　第２有機材料としては、イソシアネート基を有する化合物の単量体およびこれらの多量体が挙げられる。上記単量体としては、例えば、４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネート；ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネート；ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の脂環式ポリイソシアネート；上記の芳香族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート、脂環式ポリイソシアネートの変性体が挙げられる。上記多量体としては、上記の芳香族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート、脂環式ポリイソシアネートの２量体、３量体、それ以上の多量体が挙げられる。多量体としては、具体的には、ウレトジオン体等の２量体；アダクト体、イソシアヌレート体、ビウレット体等の３量体；ポリメリックポリイソシアネート等が挙げられる。第２有機材料は、１種を単独で、あるいは、２種以上を組み合わせて用いられる。
　多量体である第２有機材料の割合を大きくすると、上記の大きさを満足する凸部が形成され易くなる。この観点から、多量体の第２有機材料のモル基準での占有割合は、全第２有機材料の２０モル％以上が好ましく、２５モル％以上がより好ましく、３０モル％以上が特に好ましい。同様の観点から、多量体の第２有機材料のモル基準での占有割合は、全第２有機材料の７０モル％以下が好ましく、６０モル％以下がより好ましく、５０モル％以下が特に好ましい。一態様において、多量体の第２有機材料のモル基準での占有割合は、全第２有機材料の２０モル％以上７０モル％以下である。
　凸部の形成において、多量体の第２有機材料の割合を考慮しなくてよい場合、全第２有機材料に対する多量体のモル基準での占有割合は、５モル％以上であってよく、１０モル％以上であってよい。同様に、全第２有機材料に対する多量体のモル基準での占有割合は、７０モル％以下であってよく、６０モル％以下であってよく、５０モル％以下であってよい。一態様において、多量体の第２有機材料のモル基準での占有割合は、全第２有機材料の５モル％以上７０モル％以下である。
　第１有機材料と第２有機材料との質量比は特に限定されない。第２有機材料の割合を大きくすると、上記の大きさを満足する凸部が形成され易くなる。この点で、第１有機材料と第２有機材料との合計に対する第２有機材料の質量割合は、１５質量％以上が好ましく、２０質量％以上がより好ましく、２５質量％以上が特に好ましい。凸部の密度が上記範囲内に制御され易い点で、上記合計に対する第２有機材料の質量割合は、５０質量％以下が好ましく、４５質量％以下がより好ましく、４０質量％以下が特に好ましい。一態様において、上記合計に対する第２有機材料の質量割合は、１５質量％以上５０質量％以下である。
　凸部の形成において、第２有機材料の割合を考慮しなくてよい場合、上記合計に対する第２有機材料の質量割合は、１０質量％以上であってよく、２０質量％以上であってよく、３０質量％以上であってよい。同様に、上記合計に対する第２有機材料の質量割合は、８０質量％以下であってよく、７０質量％以下であってよく、６０質量％以下であってよい。一態様において、上記合計に対する第２有機材料の質量割合は、１０質量％以上６０質量％以下である。
　第２有機材料に含まれるイソシアネート基と第１有機材料に含まれる水酸基とのモル比（ＮＣＯ／ＯＨ）は、例えば０．９以上、さらには１以上、とりわけ１．１以上であり得、例えば２以下、さらには１．５以下、とりわけ１．３以下であり得る。
（その他）
　フィルム本体は、その他の添加剤を含んでいてもよい。添加剤としては、レベリング剤等が挙げられる。添加剤は、第１有機材料と第２有機材料との硬化物と物理的または化学的に結合していてもよく、結合していなくともよい。添加剤が、水酸基、エポキシ基、シラノール基、カルボキシ基等を有する場合、添加剤は、第１有機材料と第２有機材料との硬化物と化学的に結合（共有結合）し得る。
　フィルム本体は、第１有機材料および／または第２有機材料の未反応物を含んでいてもよい。この場合、フィルム本体は、水酸基およびイソシアネート基の一方または両方を有する。フィルム本体における水酸基またはイソシアネート基の存在は、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ－ＩＲ）を用いて確認できる。
　フィルム本体の平均厚みＨａは特に限定されない。フィルム本体の平均厚みＨａは、５μｍ以下であってよく、３．５μｍ以下であってよく、３．４μｍ以下であってよい。フィルム本体の平均厚みＨａは、０．５μｍ以上であってよい。フィルム本体の平均厚みＨａは、凸部以外の部分におけるフィルムの平均厚みであって、上記のように算出される。
［誘電体樹脂フィルムの製造方法］
　以下、フィルム本体と同じ材料から一体的に形成された凸部を備えるフィルムの製造方法を説明する。ただし、本開示に係るフィルムの製造方法はこれに限定されない。
　誘電体樹脂フィルムは、例えば、（１）上記の第１有機材料と第２有機材料と溶剤とを混合して樹脂溶液を調製する工程と、（２）上記樹脂溶液を基材に塗工し塗膜を形成する工程と、（３）上記塗膜を乾燥し溶剤を除去して乾燥塗膜を形成する工程と、（４）上記乾燥塗膜を加熱し硬化させる工程と、を備える方法により製造される。
（１）樹脂溶液の調製工程
　本工程では、上記の第１有機材料と第２有機材料と溶剤とが混合される。
　溶剤は、第１有機材料および第２有機材料を溶解し得る限り、特に限定されない。溶剤としては、例えば、メチルエチルケトン、ジエチルケトン等のケトン溶剤；テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等のエーテル溶剤が挙げられる。溶剤は、１種を単独で、あるいは、２種以上を組み合わせて用いられる。
　なかでも、ケトン溶剤とエーテル溶剤との混合物が好ましい。混合物におけるケトン溶剤の割合は、例えば１０質量％以上、さらに３０質量％以上、とりわけ４０質量％以上であり得、例えば９０質量％以下、さらに７０質量％以下、とりわけ６０質量％以下であり得る。
　樹脂溶液における第１有機材料と第２有機材料との合計の濃度は、例えば１５質量％以上２５質量％以下であり得る。第２有機材料の質量割合を、第１有機材料と第２有機材料との合計の１５質量％以上５０質量％以下にすると、上記の大きさおよび密度を満足する凸部が形成され易くなる。多量体の第２有機材料のモル割合を、全第２有機材料の５モル％以上７０モル％以下にすると、上記の大きさおよび密度を満足する凸部が形成され易くなる。
　樹脂溶液は、触媒を含んでもよい。これにより、第１有機材料と第２有機材料との反応速度が高まり得る。触媒としては、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリエチレンジアミン等のアミン化合物；チタンテトラブトキシド、ジブチル錫オキシド、ジラウリン酸ジブチル錫、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、オクチル酸錫、ジブチル錫ジラウレート等の有機金属化合物；塩化鉄、塩化亜鉛等の無機化合物などが挙げられる。
　調製された樹脂溶液に、高圧ホモジナイズ処理、メカニカルホモジナイズ処理、超音波ホモジナイズ処理を行ってもよい。これにより、各有機材料の分散性がより高まる。
（２）塗工工程
　本工程では、調製された樹脂溶液が基材に塗工される。樹脂溶液は、例えば、硬化後のフィルム本体の平均厚みＨａが０．５μｍ以上５μｍ以下になるように塗工される。
　基材としては、代表的には、樹脂基材が挙げられる。樹脂基材を構成する樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂等が挙げられる。
　塗工方法としては、例えば、リバースロールコート法、グラビアコート法、ロールコート法、ダイコート法、バーコート法等のロールコート法；カーテンコート法；スプレーコート法；ディップコート法が挙げられる。
（３）乾燥工程
　本工程では、塗膜が乾燥される。乾燥は、典型的には、加熱により行われる。
　乾燥温度は、例えば４０℃以上、さらに５０℃以上、とりわけ６０℃以上であり得、例えば１５０℃以下、さらに１３０℃以下、とりわけ１２０℃以下であり得る。
（４）硬化工程
　本工程では、塗膜を、乾燥温度以上の温度で加熱する。この加熱によって、第１有機材料と第２有機材料との反応が促進され、硬化したフィルムが得られる。
　塗膜を硬化させる温度（硬化温度）は、例えば１００℃以上、さらに１２０℃以上、とりわけ１４０℃以上であり得、例えば１７０℃以下、さらに１６５℃以下、とりわけ１６０℃以下であり得る。
［フィルムコンデンサ］
　フィルムコンデンサは、互いに対向する２以上の誘電体と、誘電体同士の間に介在する第１の金属層と、誘電体を介して、第１の金属層に対向する第２の金属層と、を備える。隣接する２つの誘電体は、金属層を介して互いに対向している。フィルムコンデンサにおいて、金属層と誘電体とは、通常、交互に配置されている。誘電体としては、典型的には、フィルムが使用される。
　少なくとも１つの誘電体は、本開示に係る誘電体樹脂フィルムを含む。誘電体の構成は、同一であっても、異なっていてもよい。自己回復機能および静電容量の減少抑制の観点から、すべての誘電体が、本開示に係る誘電体樹脂フィルムであることが好ましい。
（金属層）
　第１の金属層および第２の金属層（以下、金属層と総称する場合がある。）は、内部電極として機能する。金属層は、例えば、アルミニウム、チタン、亜鉛、マグネシウム、スズおよびニッケルからなる群より選択される少なくとも１種を含み、代表的には、アルミニウムを含み得る。各金属層の構成は、同一であっても、異なっていてもよい。
　各金属層の厚さは、例えば、５ｎｍ以上４０ｎｍ以下である。金属層の厚さは、金属化フィルムを厚さ方向に切断し、その切断面を電界放出型走査型電子顕微鏡（ＦＥ－ＳＥＭ）等の電子顕微鏡を用いて観察することにより測定できる。
　金属層は、フィルムの少なくとも一方の主面に、例えば蒸着、スパッタにより形成され得る。あるいは、金属層は、金属箔であってよい。金属箔をフィルムと積層し、プレスあるいは巻回することにより、金属箔とフィルムとは密着する。なかでも、蒸着により金属層を形成すると、フィルムに密着した薄い金属層を得ることができ、優れた自己回復機能が得られ易い。
　金属層は、典型的には、フィルムの一方の主面に形成される。例えば、第１の金属層は、フィルムの一方の主面に形成される。第２の金属層は、他のフィルムの一方の主面に形成される。この場合、第１の金属層を備えるフィルム（第１の金属化フィルム）と、第２の金属層を備えるフィルム（第２の金属化フィルム）とは、第１の金属層と第２の金属層との間にいずれかのフィルムが介在するように、配置される。
　本開示に係る誘電体樹脂フィルムに形成される金属層は、その凸部が配置された主面に設けられてもよく、他方の主面に設けられてもよい。典型的には、金属層は、上記フィルムの凸部が配置された主面に設けられる。
　フィルムコンデンサにおいて、第１の金属化フィルムおよび第２の金属化フィルムは、重ね合わされた状態で巻回された、巻回型であり得、第１の金属化フィルムおよび第２の金属化フィルムが厚さ方向に積層された、積層型であり得る。フィルムコンデンサは、巻回する際に用いられた巻回軸をさらに備えていてもよい。以下、誘電体（典型的には、誘電体樹脂フィルム）と金属層とを含む巻回体および積層体を、コンデンサ素子と総称する場合がある。
　コンデンサ素子の断面形状は、円形状、楕円形状または長円形状であり得、小型低背化の観点から、代表的には楕円形状、長円形状であり得る。円形の断面形状を有するコンデンサ素子をプレスすることにより、楕円形または長円形の断面形状を有するコンデンサ素子とすることができる。
　コンデンサ素子の構成は、第１の金属化フィルムおよび第２の金属化フィルムを備えるものに限定されず、互いに対向する２以上の誘電体と、誘電体同士の間に介在する第１の金属層と、誘電体を介して、第１の金属層に対向する第２の金属層と、を備える限り、任意の適切な構成を有し得る。
（外部端子電極）
　フィルムコンデンサは、さらに外部端子電極を備える。外部端子電極は、通常、コンデンサ素子の対向する２つの端面にそれぞれ配置される。例えば巻回型のフィルムコンデンサにおいて、外部端子電極は、コンデンサ素子の巻回軸方向にある両方の端面を、それぞれ覆うように２カ所配置される。外部端子電極の１つ（第１の外部端子電極）は、第１の金属層と電気的に接続されている。他の外部端子電極（第２の外部端子電極）は、第２の金属層と電気的に接続されている。各外部端子電極の構成は、同一であっても、異なっていてもよい。
　外部端子電極は、典型的には、金属溶射によって形成される。金属種としては、例えば、亜鉛、アルミニウム、スズ、亜鉛－アルミニウム合金が挙げられる。外部端子電極の厚みは特に限定されない。外部端子電極の厚みは、例えば、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下である。
　以下、本開示に係るフィルムコンデンサについて、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、以下の実施形態のフィルムコンデンサおよび各構成要素の形状および配置等は、図示する例に限定されない。
　図１には、巻回型のフィルムコンデンサ１が示されている。フィルムコンデンサ１は、コンデンサ素子５と第１の外部端子電極６ａと第２の外部端子電極６ｂとを備える。コンデンサ素子５は、第１の金属化フィルム４ａと第２の金属化フィルム４ｂとが重ね合わされた状態で巻回されることにより構成されている。第１の外部端子電極６ａおよび第２の外部端子電極６ｂはそれぞれ、コンデンサ素子５の幅方向（巻回軸方向）Ｗの両端部に形成され、これと（より詳細には、後述するようにそれぞれ第１の金属層３ａおよび第２の金属層３ｂと）電気的に接続している。
　第１の金属化フィルム４ａは、第１のフィルム２ａと、第１のフィルム２ａの一方の面に設けられた第１の金属層３ａとを備える。第２の金属化フィルム４ｂは、第２のフィルム２ｂと、第２のフィルム２ｂの一方の面に設けられた第２の金属層３ｂとを備える。第１のフィルム２ａおよび第２のフィルム２ｂの少なくとも一方は、本開示に係るフィルムである。
　第１のフィルム２ａと第２のフィルム２ｂとは、互いに対向している。第１の金属層３ａと第２の金属層３ｂとは、第１のフィルム２ａまたは第２のフィルム２ｂを介して、互いに対向している。第１の金属層３ａは、第１の外部端子電極６ａと電気的に接続されている。第２の金属層３ｂは、第２の外部端子電極６ｂと電気的に接続されている。
　第１の金属層３ａは、第１のフィルム２ａの一方の面において、第１のフィルム２ａの一方側縁にまで届くが他方側縁にまで届かないように形成される。代表的には、第１の金属層３ａは、第１の金属層３ａが第１の外部端子電極６ａと電気的に接続されている側の側縁にまで届くが、反対側の側縁にまで届かないように形成される。第２の金属層３ｂは、第２のフィルム２ｂの一方の面において、第２のフィルム２ｂの一方側縁にまで届かないが、他方側縁にまで届くように形成される。代表的には、第２の金属層３ｂは、第２の金属層３ｂが第２の外部端子電極６ｂと電気的に接続されている側の側縁にまで届くが、反対側の側縁にまで届かないように形成される。
　コンデンサ素子５において、第１の金属化フィルム４ａおよび第２の金属化フィルム４ｂは、互いに幅方向Ｗにずらされて配置される。代表的には、第１の金属化フィルム４ａは、第１の金属層３ａが第１のフィルム２ａの側縁にまで届いている側の端部が、第２の金属化フィルム４ｂから露出し、第２の金属化フィルム４ｂは、第２の金属層３ｂが第２のフィルム２ｂの側縁にまで届いている側の端部が、第１の金属化フィルム４ａから露出するように配置される。このように第１の金属化フィルム４ａおよび第２の金属化フィルム４ｂがずれて重ね合わされ、巻回されることによって、コンデンサ素子５が構成される。コンデンサ素子５において、第１の金属層３ａおよび第２の金属層３ｂは、端部で露出している。
　図１では、第２の金属化フィルム４ｂは、第１の金属化フィルム４ａの径方向Ｔの外側に位置するように、互いに重ね合わされて巻回されている。また、第１の金属化フィルム４ａは、第１の金属層３ａが設けられた主面が径方向Ｔの内側に向くように配置され、第２の金属化フィルム４ｂは、第２の金属層３ｂが設けられた主面が径方向Ｔの内側に向くように配置されている。
　第１の外部端子電極６ａは、第１の金属層３ａの露出している端部と接触し、それによって、第１の外部端子電極６ａと第１の金属層３ａとが電気的に接続される。代表的には、第１の金属層３ａは、第１の外部端子電極６ａに対して幅方向Ｗに突出した状態で、第１の外部端子電極６ａと接触している。第２の外部端子電極６ｂは、第２の金属層３ｂの露出している端部と接触し、それによって、第２の外部端子電極６ｂと第２の金属層３ｂとが電気的に接続される。代表的には、第２の金属層３ｂは、第２の外部端子電極６ｂに対して幅方向Ｗに突出した状態で、第２の外部端子電極６ｂと接触している。
［フィルムコンデンサの製造方法］
　以下、金属化フィルムを備える、巻回型のフィルムコンデンサの製造方法を説明する。ただし、本開示に係るフィルムコンデンサの製造方法はこれに限定されない。
　巻回型のフィルムコンデンサは、例えば、誘電体樹脂フィルムの一方の主面上に金属層を形成して、金属化フィルムを得る工程と、２以上の金属化フィルムを重ね合わせ、巻回して、コンデンサ素子を得る工程と、コンデンサ素子の巻回軸方向の両端部に外部端子電極をそれぞれ形成する工程と、を備える方法により製造される。金属化フィルムを構成する少なくとも１の誘電体樹脂フィルムは、本開示に係るフィルムである。
　金属層は、例えば、蒸着により形成される。金属層は、典型的には、フィルムの凸部が配置された主面に設けられる。外部端子電極は、例えば、金属溶射により形成される。
　以下の実施例により本開示をさらに具体的に説明するが、本開示はこれらに限定されない。
［実施例１］
（ｉ）誘電体樹脂フィルムの作製
　反応容器中に、第１有機材料としてのポリヒドロキシポリエーテル（ビスフェノールＡとエピクロロヒドリンの反応物であるフェノキシ樹脂（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂）、重量平均分子量５０，０００、水酸基当量２８４ｇ／ｅｑ、エポキシ基含有）を５６質量部、第２有機材料としての４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ、単量体と多量体との混合物）を３０質量部入れ、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）とテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）とを質量比１：１で混合した混合溶剤４００質量部と混合して、樹脂溶液を得た。
　得られた樹脂溶液を、グラビアコーターを用い、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基材上に硬化後の厚さが３．５μｍとなるように塗工した。次いで、乾燥炉で１００℃以上に加熱し、溶剤が０．５％以下になるまで十分乾燥して、乾燥塗膜を得た。得られた乾燥塗膜を１５０℃で約４時間熱処理して硬化させ、誘電体樹脂フィルムを得た。誘電体樹脂フィルムの基材とは反対側の主面には、複数の凸部が形成されていた。
（ｉｉ）フィルムコンデンサの作製
　誘電体樹脂フィルムの凸部が形成されている主面に、電極パターンを形成するためにフッ素系オイルを塗布した。このフィルムの当該主面に、真空蒸着装置によりアルミニウムを蒸着して、電極パターンを有する金属化フィルムを作製した。得られた金属化フィルムを所定の幅および長さにカットした。次いで、カットされた金属化フィルム２枚を重ね合わせた後、巻回し、コンデンサ素子を得た。コンデンサ素子の巻回軸方向の両端に、金属溶射により外部端子電極を形成して、フィルムコンデンサ（定格電圧８５０Ｖ）を得た。
［実施例２～３、比較例１～３］
　第１有機材料と第２有機材料との合計に対する第２有機材料の質量割合および／または第２有機材料に占める多量体のモル割合を表１に示すように変更したこと以外、実施例１と同様にして、誘電体樹脂フィルムおよびフィルムコンデンサを作製した。
［実施例４］
　第１有機材料としてポリビニルアセトアセタール（重量平均分子量１２０，０００）を、第２有機材料としてトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ、単量体と多量体との混合物）を用いたこと、および、第１有機材料と第２有機材料との合計に対する第２有機材料の質量割合および第２有機材料に占める多量体のモル割合を表１に示すように変更したこと以外、実施例１と同様にして、誘電体樹脂フィルムおよびフィルムコンデンサを作製した。
［実施例５］
　下記のように誘電体樹脂フィルムを作製したこと以外、実施例１と同様にして、フィルムコンデンサを作製した。
（ｉ）誘電体樹脂フィルムの作製
　フェノキシ樹脂とエポキシ樹脂（ノボラック型エポキシ樹脂）とを混合割合：フェノキシ樹脂／エポキシ樹脂＝８０質量％／２０質量％で混合した混合樹脂に、熱硬化反応の触媒として０．１重量％のイミダゾールを添加した混合樹脂溶液を調製した。反応容器中に、得られた混合樹脂溶液１００質量部、および、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）とトルエンとを質量比１：１で混合した混合溶剤４００質量部を混合して、樹脂溶液を得た。
　得られた樹脂溶液を、グラビアコーターを用い、ＰＥＴ基材上に硬化後の厚さが３．５μｍとなるように塗工した。次いで、乾燥炉で１００℃以上に加熱し、溶剤が０．５％以下になるまで十分乾燥して、乾燥塗膜を得た。得られた乾燥塗膜を１５０℃で約４時間熱処理して硬化させ、誘電体樹脂フィルムを得た。誘電体樹脂フィルムの基材とは反対側の主面には、複数の凸部が形成されていた。
［評価］
　得られた誘電体樹脂フィルムおよびフィルムコンデンサに対して、以下の評価を行った。評価結果を表１に示す。
（１）凸部の密度の算出および面積の測定
　フィルムの基材とは反対側の主面を、その法線方向からラインセンサカメラ（ＯＭＩ－ＵＬ２８、アヤハエンジニアリング社製、分解能２．８μｍ）により撮影し、画像処理して、面積４５ｍｍ×９５ｍｍの観察範囲内に存在する凸部を特定した。特定された凸部の数をカウントし、これを観察範囲の面積（４５ｍｍ×９５ｍｍ）で除して、凸部の密度を算出した。
　さらに、特定されたすべての凸部の面積を測定した。この面積の平均値を、凸部の平均面積とした。図３は、実施例１のフィルムをラインセンサカメラで撮影し、画像処理した後の画像である。ドットが凸部である。この画像から確認された凸部は４３個であった。
（２）凸部の高さの測定
　フィルム（面積４５ｍｍ×９５ｍｍ）から、図１にしたがって６つの視野を決定した。レーザー顕微鏡（ＶＫ―８７００、キーエンス社製）を用いて、各視野で観察されるすべての凸部におけるフィルムの厚みＨｐを測定した。別途、各視野内の凸部以外の部分から任意に１点選択し、同様にして、凸部以外の部分におけるフィルムの厚み（すなわち、フィルム本体の厚み）を測定した。この６点のフィルム本体の厚みの平均値を、フィルム本体の平均厚みＨａとした。各凸部部分の厚みＨｐから平均厚みＨａを引いた値（Ｈｐ－Ｈａ）の平均値を、凸部の平均高さとした。
（３）耐電圧の測定（静電容量の減少抑制の評価）
　１２５℃雰囲気下で、フィルムコンデンサに７００Ｖの電圧を印加したときの静電容量を初期値Ｃ０とした。７００Ｖから、１時間ごとに５０Ｖ／μｍの電界強度で印加する電圧を段階的に上昇させながら、フィルムコンデンサの静電容量を測定した。静電容量が初期値Ｃ０の５０％になったときの印加電圧を、耐電圧とした。耐電圧１０００Ｖ以上のフィルムコンデンサを良、耐電圧９５０Ｖ以上１０００Ｖ未満を可、耐電圧９５０Ｖ未満のフィルムコンデンサを不良とした。耐電圧が大きいほど、静電容量の減少が抑制されていると言える。
（４）自己回復機能
　上記の耐電圧評価において、電圧の段階的上昇をフィルムコンデンサが故障するまで行い、故障モードを確認した。オープンモード故障により静電容量がゼロなったフィルムコンデンサを良、ショートモード故障したフィルムコンデンサを不良とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　実施例１～３で作製されたフィルムには、密度が１個／ｃｍ２以上１０個／ｃｍ２以下、平均高さが２μｍ以上、平均面積が５５０μｍ２以上の凸部が形成されている。そのため、得られたフィルムコンデンサは、優れた自己回復機能および高い耐電圧を示した。
　実施例４および５で作製されたフィルムは、本体および凸部の材質が実施例１～３のフィルムとは異なるが、得られたフィルムコンデンサは、実施例１～３と同等の自己回復機能および耐電圧を示した。このことから、本体および凸部の材質に関わらず、凸部の密度が１個／ｃｍ２以上１０個／ｃｍ２以下、平均高さが２μｍ以上、平均面積が５５０μｍ２以上であれば、優れた自己回復機能および高い耐電圧が得られることがわかる。
　一方、比較例１で作製されたフィルムの凸部は、密度が１個／ｃｍ２以上１０個／ｃｍ２以下であって、平均高さが２μｍ以上であるものの、平均面積が５５０μｍ２未満である。そのため、得られたフィルムコンデンサは、自己回復機能に劣る。これは、コンデンサを作成する際、凸部が潰れて、フィルム間に十分な隙間が確保できなかったためと考えられる。
　比較例２で作製されたフィルムの凸部は、密度が１個／ｃｍ２以上１０個／ｃｍ２以下であって、平均面積は５５０μｍ２以上であるものの、平均高さが２μｍ未満である。そのため、フィルム間に十分な隙間が確保できず、得られたフィルムコンデンサは自己回復機能に劣る。
　比較例３で作製されたフィルムの凸部は、平均高さが２μｍ以上であって、平均長さが３０μｍ以上であるものの、密度が１個／ｃｍ２未満である。そのため、フィルム間に十分な隙間が確保できず、自己回復機能に劣る。比較例４で作製されたフィルムの凸部は、平均高さが２μｍ以上であって、平均面積は５５０μｍ２以上であるものの、密度が１０個／ｃｍ２超である。そのため、絶縁破壊点が多くなって、得られたフィルムコンデンサは耐電圧に劣る。
　本開示の誘電体樹脂フィルムは、フィルムコンデンサに用いられる。このフィルムコンデンサは、優れた自己回復機能を備え、かつ、高電圧印加時に静電容量が減少し難いため、種々の電子機器に適用可能である。
　本願は、２０２２年４月２１日付けで日本国にて出願された特願２０２２－０７０２３５に基づく優先権を主張し、その記載内容の全てが、参照することにより本明細書に援用される。
　　１　フィルムコンデンサ
　　　２ａ　第１のフィルム
　　　２ｂ　第２のフィルム
　　　３ａ　第１の金属層
　　　３ｂ　第２の金属層
　　　４ａ　第１の金属化フィルム
　　　４ｂ　第２の金属化フィルム
　　　５　　コンデンサ素子
　　　６ａ　第１の外部端子電極
　　　６ｂ　第２の外部端子電極
　　　Ｗ　　幅方向
　　　Ｔ　　径方向

Claims (6)

  1. 　対向する２つの主面を有する誘電性の樹脂フィルム本体と、
    　少なくとも一方の前記主面に配置される、少なくとも１つの絶縁性の凸部と、を備え、
    　前記凸部の密度は、１個／ｃｍ２以上１０個／ｃｍ２以下であり、
    　前記凸部の平均高さは、２μｍ以上であり、
    　前記主面の法線方向から見た前記凸部の平均面積は、５５０μｍ２以上である、誘電体樹脂フィルム。
  2. 　前記樹脂フィルム本体は、硬化性樹脂の硬化物を含む、請求項１に記載の誘電体樹脂フィルム。
  3. 　前記硬化性樹脂の硬化物は、ウレタン結合を有する、請求項２に記載の誘電体樹脂フィルム。
  4. 　前記樹脂フィルム本体は、１分子中に２以上の水酸基を有する第１有機材料と、１分子中に２以上のイソシアネート基を有する第２有機材料との反応生成物を含む、請求項１に記載の誘電体樹脂フィルム。
  5. 　前記第１有機材料は、さらに芳香環を有する、請求項４に記載の誘電体樹脂フィルム。
  6. 　互いに対向する２以上の誘電体と、
    　前記誘電体同士の間に介在する第１の金属層と、
    　前記誘電体を介して、前記第１の金属層に対向する第２の金属層と、を備え、
    　少なくとも１つの前記誘電体は、請求項１～５のいずれか一項に記載の誘電体樹脂フィルムを含む、フィルムコンデンサ。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04315410A (ja) * 1991-04-15 1992-11-06 Toray Ind Inc コンデンサ用ポリエステルフィルム
JP2015088553A (ja) * 2013-10-29 2015-05-07 京セラ株式会社 フィルムコンデンサ
WO2022075357A1 (ja) * 2020-10-09 2022-04-14 株式会社村田製作所 フィルムコンデンサ、フィルム、及び、金属化フィルム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04315410A (ja) * 1991-04-15 1992-11-06 Toray Ind Inc コンデンサ用ポリエステルフィルム
JP2015088553A (ja) * 2013-10-29 2015-05-07 京セラ株式会社 フィルムコンデンサ
WO2022075357A1 (ja) * 2020-10-09 2022-04-14 株式会社村田製作所 フィルムコンデンサ、フィルム、及び、金属化フィルム

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