(57)【要約】【課題】静電容量の減衰を防止することを可能にした金属蒸着フィルムコンデンサー及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明の金属蒸着フィルムコンデンサー１は、コンデンサー素子２の少なくともメタリコン３面上に、真空環境内で被覆、又は、封止された封止層７を設けた。また、コンデンサー素子２のメタリコン面上に設けられた少なくとも応力緩和機能を有する第１の封止層と、該第１の封止層の面上に形成された前記第１の封止層の機械的強度を補強する第２の封止層とからなる封止層を設けた。金属蒸着フィルムコンデンサーをこのように構成することによって、フラッシュランプの点灯回路等に使用した際、数万回といった充放電の繰り返しによっても、金属蒸着フィルムコンデンサー内部に配置された金属蒸着フィルムを巻回し形成したコンデンサー素子の金属蒸着フィルム間に生じる誘電体バリア放電を抑制し、静電容量の減衰を防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともメタリコン面上に、真空環境内で被覆、又は、封止された封止層を設けたコンデンサー素子を有することを特徴とする金属蒸着フィルムコンデンサー。
【請求項２】
メタリコンの面上に、応力緩和機能を有する第１の封止層と、該第１の封止層の面上に形成された前記第１の封止層の機械的強度を補強する第２の封止層とからなる封止層を設けたコンデンサー素子を有することを特徴とする金属蒸着フィルムコンデンサー。
【請求項３】
請求項１、又は、請求項２記載の金属蒸着フィルムコンデンサーの製造方法であって、
一対の金属蒸着フィルムを重ねて巻回する工程と、
前記巻回された金属蒸着フィルムの両端面に金属を溶射しメタリコンを設ける工程と、
前記メタリコン面上にベース電極を設ける工程と、
少なくとも、前記ベース電極が設けられた面を除く一方のメタリコン面上に樹脂系の封止層を設ける工程と、
前記ベース電極が設けられた面を除く他方のメタリコン面から前記巻回された金属蒸着フィルム内の空気を排気する工程と、
少なくとも、前記ベース電極が設けられた面を除く他方のメタリコン面上に封止層を設ける工程と、
によってコンデンサー素子を作製することを特徴とする金属蒸着フィルムコンデンサーの製造方法。
【請求項４】
請求項１、又は、請求項２記載の金属蒸着フィルムコンデンサーの製造方法であって、
一対の金属蒸着フィルムを重ねて巻回する工程と、
前記巻回された金属蒸着フィルムの両端面に金属を溶射しメタリコンを設ける工程と、
前記メタリコン面上にベース電極を設ける工程と、
少なくとも、前記ベース電極が設けられた面を除く、一方及び他方のメタリコン面から前記巻回された金属蒸着フィルム内の空気を排気する工程と、
少なくとも、前記ベース電極が設けられた面を除く、一方及び他方のメタリコン面上に封止層を設ける工程と、
によってコンデンサー素子を作製することを特徴とする金属蒸着フィルムコンデンサーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属蒸着フィルムコンデンサー及びその製造方法に関する。特に、フラッシュランプの点灯装置においてフラッシュランプに印加する電荷の充放電に利用される金属蒸着フィルムコンデンサーの劣化を防止した金属蒸着フィルムコンデンサー及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体の加熱工程や、ＤＶＤの貼合わせ工程等にフラッシュランプが広く利用されている。フラッシュランプは、電極両端に高電圧を印加し、短時間で大電流を流すことにより、強い光の放射を実現している。このようなフラッシュランプを点灯する場合、点灯回路には、多量の電荷を蓄積できる高電圧用のコンデンサーが組み込まれ利用されている。高電圧用のコンデンサーとしては、オイルコンデンサーに代表されるように、コンデンサーを絶縁オイルの容器中に収納して全体をオイルに浸すことで、高電圧に耐えられるようにしている。
【０００３】
しかし、絶縁材料としてオイルを用いる場合、重量が増大し、形状が大きくなる等の理由から、近年では、金属蒸着フィルムコンデンサーを高電圧で使用するための開発が進んでいる。このような金属蒸着フィルムコンデンサーに関する技術として、例えば、特許文献１が知られている。
【０００４】
特許文献１に開示されている金属蒸着フィルムコンデンサーは、図６に示すように、コンデンサー素子１０１と、コンデンサー素子１０１のメタリコン１０２側から取り出したリード線１０３と、コンデンサー素子１０１を取り囲むケース１０４から構成されている。また、このコンデンサー素子１０１は、金属箔膜を蒸着した金属箔膜付き樹脂フィルムを巻芯等に巻回して作製した基体部１０５と、基体部１０５の略円形の両端面に金属溶射によって形成されたメタリコン１０２と、メタリコン１０２上に形成したベース電極と、から構成されている。また、基体部１０５を構成する金属箔膜付き樹脂フィルムは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂フィルムの一方の面に真空蒸着等により金属箔膜を蒸着している。この金属を蒸着した面の一方の長辺側の辺には金属を蒸着していない絶縁部が設けられている。このような金属箔膜付き樹脂フィルムを１枚目の金属箔膜の蒸着面が２枚目の非蒸着面と対向する様に２枚重ねて巻芯等に巻回する。この時、金属を蒸着した面に形成された絶縁部は２枚の樹脂フィルムの互いに異なる方向（例えば、対向する長辺）に配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−４５７７５号公報
【特許文献２】特開２００４−３４２３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来の金属蒸着フィルムコンデンサーを高電圧、交流、及びパルスで使用する場合、金属蒸着フィルムを巻回する等により積層配置したコンデンサー素子において、金属蒸着フィルムの隙間で誘電体バリア放電が発生する場合がある。特に、フラッシュランプの点灯装置に組み込まれる場合、金属蒸着フィルムコンデンサー（特許文献２のコンデンサＣ１，Ｃ２，・・・ＣＮ等）の充放電回数は数万回以上と非常に多くなる。各充放電の度に誘電体バリア放電が発生すると、樹脂フィルム上に形成された金属蒸着面が誘電体バリア放電によって、また、誘電体バリア放電により発生した紫外線で生成されるオゾンによって、酸化等を起こし、徐々に金属蒸着膜が形成された面積が減少する。これに伴って、金属蒸着フィルムコンデンサーの静電容量が低下する、といった問題が発生した。
【０００７】
本発明の目的は、上記の問題点に鑑みて、静電容量の減衰を防止することを可能にした金属蒸着フィルムコンデンサー及びその製造方法を提供することにある。具体的には、フラッシュランプの点灯回路等に使用される金属蒸着フィルムコンデンサーにおいて、数万回といった充放電の繰り返しによっても、金属蒸着フィルムコンデンサー内部に配置された金属蒸着フィルムを巻回し形成したコンデンサー素子の金属蒸着フィルム間に生じる誘電体バリア放電を抑制すると共に、金属蒸着フィルムへの電気化学的作用による腐食（以下、コロージョンと記載する）を抑制することで、静電容量の減衰を防止することのできる金属蒸着フィルムコンデンサー及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するために、次のような手段を採用した。
第１の手段は、少なくともメタリコン面上に、真空環境内で被覆、又は、封止された封止層を設けたコンデンサー素子を有することを特徴とする金属蒸着フィルムコンデンサーである。
第２の手段は、メタリコンの面上に、応力緩和機能を有する第１の封止層と、該第１の封止層の面上に形成された前記第１の封止層の機械的強度を補強する第２の封止層とからなる封止層を設けたコンデンサー素子を有することを特徴とする金属蒸着フィルムコンデンサーである。
第３の手段は、第１の手段、又は、第２の手段に記載の金属蒸着フィルムコンデンサーの製造方法であって、一対の金属蒸着フィルムを重ねて巻回する工程と、前記巻回された金属蒸着フィルムの両端面に金属を溶射しメタリコンを設ける工程と、前記メタリコン面上にベース電極を設ける工程と、少なくとも、前記ベース電極が設けられた面を除く一方のメタリコン面上に樹脂系の封止層を設ける工程と、前記ベース電極が設けられた面を除く他方のメタリコン面から前記巻回された金属蒸着フィルム内の空気を排気する工程と、少なくとも、前記ベース電極が設けられた面を除く他方のメタリコン面上に封止層を設ける工程と、によってコンデンサー素子を作製することを特徴とする金属蒸着フィルムコンデンサーの製造方法である。
第４の手段は、第１の手段、又は、第２の手段に記載の金属蒸着フィルムコンデンサーの製造方法であって、一対の金属蒸着フィルムを重ねて巻回する工程と、前記巻回された金属蒸着フィルムの両端面に金属を溶射しメタリコンを設ける工程と、前記メタリコン面上にベース電極を設ける工程と、少なくとも、前記ベース電極が設けられた面を除く、一方及び他方のメタリコン面から前記巻回された金属蒸着フィルム内の空気を排気する工程と、少なくとも、前記ベース電極が設けられた面を除く、一方及び他方のメタリコン面上に封止層を設ける工程と、によってコンデンサー素子を作製することを特徴とする金属蒸着フィルムコンデンサーの製造方法である。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、金属蒸着フィルムコンデンサーを構成するコンデンサー素子のメタリコン面上に酸素の侵入を防止する封止層を設けたので、コンデンサー素子を形成している２枚の重なった金属蒸着フィルム間における誘電体バリア放電の発生や、金属蒸着フィルム間にガスや水分が存在することにより発生するコロージョンを、防止し、その結果、金属蒸着フィルムの金属面が酸化し、静電容量が低下することを防止することができる。更に、誘電体バリア放電により生じた紫外線とコンデンサー素子内に残存する酸素により生成されるオゾンによって、金属蒸着フィルムの酸化、及び劣化を防止し、その結果として、静電容量の低下を防止することができる。
請求項２に記載の発明によれば、金属蒸着フィルムコンデンサーを構成するコンデンサー素子のメタリコンの面上に、応力緩和機能を有する第１の封止層と、該第１の封止層の面上に形成された前記第１の封止層の機械的強度を補強する第２の封止層とからなる封止層を設けたので、メタリコンとの間に発生する使用時の熱膨張差を吸収すると共に、第１の封止層がメタリコンのポーラスな面に入り込み確実に外気を遮断することができる。
請求項３に記載の発明によれば、コンデンサー素子の一端面上の一方のメタリコン面を樹脂系の封止層で封止し、コンデンサー素子の他端面上の他方のメタリコン面から金属蒸着フィルム間に残存する空気を排気し、その後、空気を排気したメタリコン面上に、酸素が入り込まない様に、樹脂系の封止層を設けることにより、コンデンサー素子の内部に誘電体バリア放電が発生しない、金属蒸着フィルムコンデンサーを製造することができる。
請求項４に記載の発明によれば、コンデンサー素子の両端面上の両方のメタリコン面から金属蒸着フィルム間に残存する空気を排気し、その後、空気を排気した両方のメタリコン面上に、酸素が入り込まない様に、樹脂系の封止膜を設けることにより、コンデンサー素子の内部に誘電体バリア放電が発生しない、金属蒸着フィルムコンデンサーを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係るコンデンサー素子を内部に１つ配置した金属蒸着フィルムコンデンサーの概略構成を示す断面図、及び一方のメタリコン付近の構成を拡大して示した断面図である。
【図２】コンデンサー素子の両端面に形成されるベース電極の上下の位置をずらすように配置したコンデンサー素子の構成を示す図である。
【図３】コンデンサー素子の製造方法に係る製造工程を示す図である。
【図４】コンデンサー素子の図３と異なる製造方法に係る製造工程を示す図である。
【図５】第２の実施形態に係るコンデンサー素子の両端面に設けられたメタリコンのうち、一方のメタリコン付近の構成を拡大して示した断面図である。
【図６】従来技術に係る金属蒸着フィルムコンデンサーの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
はじめに、本発明の概要を説明する。本発明の金属蒸着フィルムコンデンサーは、コンデンサー素子のメタリコン上面に真空環境内で被覆、又は、封止された樹脂系の封止層を設け、２枚の金属蒸着フィルム間に発生する誘電体バリア放電、及び、コロージョンを抑制することによって、静電容量の減衰を防止しようとするものである。
また、コンデンサー素子の金属蒸着フィルムの間に残存する空気を排気する工程を含み、金属蒸着フィルム間に発生する誘電体バリア放電そのものを発生させないための製造方法を提供するものである。
【００１２】
次に、本発明の第１の実施形態を図１〜図４を用いて説明する。
図１（ａ）は、本実施形態に係るコンデンサー素子２を内部に１つ配置した金属蒸着フィルムコンデンサー１の概略構成を示す断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示したコンデンサー素子２の両端面に形成されたメタリコン３のうち、一方のメタリコン３付近の構成を拡大して示した断面図である。
図１（ａ）に示すように、金属蒸着フィルムコンデンサー１は、内部にコンデンサー素子２を具備し、コンデンサー素子２の両端面には金属溶射により形成したメタリコン３が設けられている。メタリコン３にはリード線４が接続されている。コンデンサー素子２とリード線４とは、ケース５に収納され、金属蒸着フィルムコンデンサー１を形成している。
また、図１（ｂ）に示すように、コンデンサー素子２の両端面に形成されるメタリコン３面上には、ベース電極６が形成され、ベース電極６を除くメタリコン３の全面に空気の流入を防止するための封止膜として、例えば、シリコーン樹脂から成る封止層７を設ける。
ここで、コンデンサー素子２の具体的数値の例を挙げると、メタリコン３の厚さは０．５ｍｍ〜５ｍｍであり、封止層７の厚さは数十μ〜数ｍｍ、好ましくは２ｍｍ±１ｍｍである。
【００１３】
図１（ａ）、（ｂ）に示した金属蒸着フィルムコンデンサー１によれば、コンデンサー素子２は、メタリコン３で挟み込んだ金属蒸着フィルムの隙間に入り込んだ空気を排気した状態で封止層７が被覆、又は、形成されており、すなわち、封止層７は真空環境内で被覆、又は、封止されており、該封止層７によって気密性が保持されている。このように、金属蒸着フィルム間に入り込んだ空気が排気されていることによって、金属蒸着フィルム間における誘電体バリア放電の発生を防止することができる。更に、コンデンサー素子２内に残留する酸素濃度が減少されているために、オゾンの発生が阻止され、金属蒸着フィルムが酸化され、静電容量が低下するといった問題も解決することができる。
【００１４】
なお、本実施形態においては、封止層７として、シリコーン樹脂を用いた場合について説明したが、封止層７を構成する材料としては、ポリウレタン、テフロン（登録商標）樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂等の種々材料を採用することができる。
【００１５】
また、ベース電極６は、後述する図３（ｇ）、図４（ｆ）の製造工程において、電極直下の空気を排気し易いようにするために、パンチメタルや網状の部材を用いても良い。更には、図２に示すように、コンデンサー素子２の金属蒸着フィルム間から排気し易いように、コンデンサー素子２の両端面に形成されるベース電極６の上下の位置をずらすようにしても良い。
【００１６】
図３は、本実施形態に係るコンデンサー素子の製造方法に係る製造工程（図３（ａ）〜図３（ｈ））を示す図である。
まず、図３（ａ）に示す工程においては、ＰＰ樹脂からなる樹脂フィルム８に、金属蒸着面９として、例えば、アルミニウムを真空蒸着する。この時、樹脂フィルム８の長辺側の一方の辺近傍には、金属を蒸着していない絶縁部分１０を設ける。
【００１７】
次に、図３（ｂ）に示す工程においては、樹脂フィルム８と同様にして作製された樹脂フィルム１１と樹脂フィルム８を重ねる場合の方向を示しており、重ねる２枚の樹脂フィルム８、１１は、１枚の樹脂フィルム８の金属蒸着面９が、他の樹脂フィルム１１の金属蒸着面１２を形成していない非蒸着面と対向するように配置される。また、互いの樹脂フィルム８、１１の絶縁部分１０、１３は重ならない位置に配置される。具体的には、一方の絶縁部分１０は樹脂フィルム８の上側の長辺に配置され、他方の樹脂フィルム１１の絶縁部分１３は、樹脂フィルム１１の下側の長辺に配置される。
【００１８】
次に、図３（ｃ）に示す工程においては、２枚の樹脂フィルム８、１１を重ね合わせて巻回して、円筒状のコンデンサー素子の基体を形成する。
【００１９】
次に、図３（ｄ）に示す工程においては、巻回された樹脂フィルム８、１１から成る基体１４の略円形の上下両端面に金属溶射によってメタリコン１５、１６を形成する。
【００２０】
次に、図３（ｅ）に示す工程においては、金属溶射によって形成されたメタリコン１５、１６面上にベース電極１７、１８を形成する。ベース電極１７、１８には、例えば、銅にニッケルメッキを施したものを使用する。
【００２１】
次に、図３（ｆ）に示す工程においては、一方のメタリコン１６面上に封止層１９を設ける。
【００２２】
次に、図３（ｇ）に示す工程においては、基体１４のメタリコン１５上に封止キャップ２０を取り付ける。取り付けにはＯリング２１を用いて気密を保持する。次に、メタリコン１５側から基体１４内の空気を排気する。排気時は、封止キャップ２０に取り付けられた逆止弁２２の先に不図示の真空ポンプを接続して排気する。
【００２３】
次に、図３（ｈ）に示す工程においては、基体１４内の空気を排気した後、封止キャップ２０の送入バルブ２３から、シリコーン樹脂を導入し、メタリコン１５上に封止層２４を設ける。このようにして、円筒状のコンデンサー素子２５が作製される。 
【００２４】
図４は、本実施形態に係るコンデンサー素子の、図３と異なる他の製造方法に係る製造工程（図４（ａ）〜図４（ｈ））を示す図である。
図４（ａ）〜図４（ｅ）までの工程は、図３（ａ）〜図３（ｅ）までの工程と同じであるので、説明を省略する。
【００２５】
図４（ｆ）に示す工程においては、基体１４のメタリコン１５、１６上に封止キャップ２０、２６を取り付ける。取り付けにはＯリング２１、２７を用いて気密を保持する。次に、メタリコン１５、１６の両側から基体１４内の空気を排気する。排気時は、封止キャップ２０、２６に取り付けられた逆止弁２２、２８の先に不図示の真空ポンプを接続して排気する。
【００２６】
次に、図４（ｇ）に示す工程においては、基体１４内の空気を排気した後、封止キャップ２０、２６の送入バルブ２３、２９から、シリコーン樹脂を導入し、メタリコン１５、１６面上に封止層１９、２４を設ける。このようにして、円筒状のコンデンサー素子２５が作製される。
【００２７】
なお、図３（ｇ）及び図４（ｆ）の工程において、封止キャップ２０、２６内に、例えば、Ｎｉ、Ｆｅ等の酸素吸着剤を配置して、メタリコン１５、１６からの排気に加えて残留する空気中の酸素を吸着して排除するようにしても良い。    
【００２８】
次に、本発明の第２の実施形態を図５を用いて説明する。
図５（ａ）は、本実施形態に係るコンデンサー素子２の両端面に設けられたメタリコン３のうち、一方のメタリコン３付近の構成を拡大して示した断面図である。
同図に示すように、第１の実施形態と同様に、樹脂フィルムの一方の面上に金属を蒸着した金属蒸着フィルムを巻回して形成した略円形の端面にアルミニウムと鉄を一定の割合で溶射したメタリコン３が形成されている。メタリコン３上には、銅にニッケルメッキを施したベース電極６、及びベース電極６を除くメタリコン３の全面に、メタリコン３と後述する第２の封止層７１との間に発生する応力を緩和する、例えば、シリコーンゲルから成る応力緩和機能を持つ第１の封止層３０を設け、更には、ベース電極６及び応力緩和機能を持つ第１の封止層３０の全面には、シリコーン樹脂やテフロン（登録商標）樹脂で形成した第２の封止層７１を設ける。本実施形態のコンデンサー素子２によれば、図１に示した封止層７に代えて、シリコーンゲルから成る熱吸収性が高く硬化しない応力緩和機能を持つ第１の封止層３０と、第１の封止層３０を覆い、第１の封止層３０の形状を維持し、機械的強度を補強する第２の封止層７１が形成されているので、メタリコン３との間に発生する使用時の熱膨張差を吸収することができる。更には、第１の封止層３０は、メタリコン３のポーラスな面に入り込み確実に外気を遮断できる、といった効果がある。
なお、第１の封止層３０には、シリコーンゲル以外に、ゾルゲル状態の樹脂やジェル状態のものであっても良い。また、第１の封止層３０は、メタリコン３のポーラスな面に入り込み気密性を保つために、チタニア、ボロン、酸化マグネシウム、ナノ粒子カーボン粉末などの粉体を用いることもできる。更には、ポリマーコート、ガラス系コート等を用いても良い。
ここで、コンデンサー素子２の具体的数値の例を挙げると、メタリコン３の厚さは０．５ｍｍ〜５ｍｍである。また、第１の封止層３０の厚さは数百μ〜数十ｍｍであり、好ましくは０．５ｍｍである。また、第２の封止層７１の厚さは数十μ〜数ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍである。
【００２９】
図５（ｂ）は、図５（ａ）に示したコンデンサー素子２の構成に加えて、コンデンサー素子２の周囲に含侵層３１を設けたものである。含侵層３１には、例えば、ワニスを用いる。含侵層３１は、吸湿防止機能を有しており、コンデンサー素子２の吸湿による耐圧低下を防止することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１  金属蒸着フィルムコンデンサー
２  コンデンサー素子
３  メタリコン
４  リード線
５  ケース
６  ベース電極
７  封止層
７１  第２の封止層
８、１１  樹脂フィルム
９、１２  金属蒸着面
１０、１３  絶縁部分
１４  基体
１５、１６  メタリコン
１７、１８  ベース電極
１９、２４  封止層
２０、２６  封止キャップ
２１、２７  Ｏリング
２２、２８  逆止弁
２３、２９  送入バルブ
２５  コンデンサー素子
３０  第１の封止層
３１  含侵層
【図１】
2011192935.tif 000003
【図２】
2011192935.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2011192935.tif 000007
【図６】
2011192935.tif 000008