(57)【要約】      （修正有）【課題】電極金属箔の端部とメタリコン外部電極との間における耐圧を高め、長寿命で信頼性の高いフィルムコンデンサを提供する。【解決手段】金属箔とこの金属箔で重ならない部分を一方の側辺に確保した熱可塑性ポリイミドフィルムとを積層巻回または積層し、端面にメタリコン電極とを備えたフィルムコンデンサにおいて、メタリコン電極部分を除いて、前記金属箔が前記フィルムに沈降しているフィルムコンデンサを提供する。【選択図】図１
2008034706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属箔とこの金属箔で重ならない部分を一方の側辺に確保した熱可塑性ポリイミドフィルムとを積層巻回または積層し、端面にメタリコン電極とを備えたフィルムコンデンサにおいて、メタリコン電極部分を除いて、前記金属箔が前記フィルムに沈降しているフィルムコンデンサ。
【請求項２】
金属箔とこの金属箔で重ならない部分を一方の側辺に確保した熱可塑性ポリイミドフィルムとを積層巻回または積層し、端面にメタリコン電極とを備えたフィルムコンデンサにおいて、メタリコン電極部分を除いて、前記金属箔がその表面を残して前記フィルムに埋没しているフィルムコンデンサ。
【請求項３】
金属箔とこの金属箔で重ならない部分を一方の側辺に確保した熱可塑性ポリイミドフィルムとを積層巻回または積層し、端面にメタリコン電極とを備えたフィルムコンデンサにおいて、金属箔とこの金属箔で重ならない部分を一方の側辺に確保した熱可塑性ポリイミドフィルムとを、この熱可塑性のポリイミドフィルムのガラス転移温度以上、融点以下の温度で、ローラ等により加圧しながら、メタリコン電極部分を除いて、前記金属箔が前記フィルムに沈降させるか、または前記金属箔がその表面を残して前記フィルムに埋没させるかして積層した金属箔付きフィルムとし、次に、積層巻回または積層し、次に、端面にメタリコン電極を設けたフィルムコンデンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルムコンデンサに関するものである。特に、ポリイミドフィルムを使用したフィルムコンデンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、フィルムコンデンサに要求される信頼性は高くなる一方であり、厳しい使用環境においても同様な信頼性が要求されている。また、製品の鉛フリー化とその材料の高融点化に伴うリフロー時の耐熱性も求められている。
【０００３】
従来、箔電極タイプのフィルムコンデンサは、図４（ａ）に示すように，アルミや銅などの金属箔２と、この金属箔２で重ならない部分（以下、マージン部３）を一方の側辺に確保したポリエチレンテレフタレートやポリプロピレン等のフィルム１とで、マージン部３が交互左右になるように重ねて積層巻回または積層し、図４（ｂ）に示すように，両端面に亜鉛、銅、アルミなどの金属を溶射しメタリコン電極４を設けコンデンサを製作していた。また、次に、このコンデンサの両端の電極に外部端子を接続し、または、樹脂モールド、または樹脂ケースに収納した後充填樹脂を充填などしてフィルムコンデンサを得ていた。
【０００４】
また、１５０℃以上の使用環境時での耐熱性、および２６０℃以上でのリフロー時の耐熱性を向上させる技術としては、使用するフィルムの耐熱性が高いポリイミドフィルムが考えられてきた。たとえば、特許文献１に示されるように、二軸延伸の熱可塑性ポリイミドフィルムは、その成形が容易であって、フィルムコンデンサに使用できることが示されていた。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１０７８１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
箔電極タイプのフィルムコンデンサは、蒸着タイプのフィルムコンデンサと比べ、金属にある程度の厚さと硬さのある箔を使用するので、金属箔が重なっていない部分つまりマージン部の空隙が大きいのと、蒸着タイプのフィルムコンデンサのように、フィルムの加熱収縮を利用して、フィルム間の空隙を縮小できないので、溶融し吹き付けられるメタリコンがこれらの空隙部分に侵入しやすい。侵入したメタリコンがマージン部を越えて対極箔に到達するとショート状態になるし、マージン部に部分的に侵入しても耐圧が低下し、電圧負荷時に発熱しフィルムが劣化してしまう。
また、マージン部の幅を大きく設定すると、コンデンサが大形化してしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、金属箔とこの金属箔で重ならない部分を一方の側辺に確保した熱可塑性ポリイミドフィルムとを積層巻回または積層し、端面にメタリコン電極とを備えたフィルムコンデンサにおいて、メタリコン電極部分を除いて、前記金属箔が前記フィルムに沈降しているフィルムコンデンサを提供する。
また、金属箔とこの金属箔で重ならない部分を一方の側辺に確保した熱可塑性ポリイミドフィルムとを積層巻回または積層し、端面にメタリコン電極とを備えたフィルムコンデンサにおいて、メタリコン電極部分を除いて、前記金属箔がその表面を残して前記フィルムに埋没しているフィルムコンデンサを提供する。
また、金属箔とこの金属箔で重ならない部分を一方の側辺に確保した熱可塑性ポリイミドフィルムとを積層巻回または積層し、端面にメタリコン電極とを備えたフィルムコンデンサにおいて、金属箔とこの金属箔で重ならない部分を一方の側辺に確保した熱可塑性ポリイミドフィルムとを、この熱可塑性のポリイミドフィルムのガラス転移温度以上、融点以下の温度で、ローラ等により加圧しながら、メタリコン電極部分を除いて、前記金属箔が前記フィルムに沈降させるか、または前記金属箔がその表面を残して前記フィルムに埋没させるかして積層した金属箔付きフィルムとし、次に、積層巻回または積層し、次に、端面にメタリコン電極を設けたフィルムコンデンサの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、金属箔が重なっていない部分つまりマージン部の、金属箔の厚さ分の空隙がないか、または低いので、溶融し吹き付けられるメタリコンが前記空隙部分に侵入しにくい。そのため、侵入したメタリコンがマージン部を越えて対極箔に到達することも少なく、ショート状態になることも少ない。マージン部に部分的に侵入しても耐圧が低下し、電圧負荷時に発熱しフィルムが劣化してしまうことも少ない。特に、円形や扁平形の曲面部分を持つコンデンサのように、後で熱プレスなどのできない曲面部分のメタリコン侵入を抑制することができる。
また、マージン部の幅を大きく設定することもなくと、コンデンサが大形化してしまうこともない。
また、本発明は、フィルムに、耐熱性の高い熱可塑性ポリイミドフィルムを使用しているので、１５０℃以上の使用環境時での耐熱性、および２６０℃以上でのリフロー時の耐熱性を向上させることができる。
また、煩雑な製造工程を伴うことなしに、電極金属箔の端部とメタリコン外部電極との間における耐圧高めることができ、長寿命で信頼性の高いフィルムコンデンサを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明に述べる金属箔とは、アルミ、亜鉛または銅等の金属からなり、１ミクロンから５０ミクロン程度の膜厚で、圧延等により膜厚が調整される。
本発明に述べる熱可塑性ポリイミドフィルムとは、融点が３００℃から４００℃、ガラス転移温度が１７０℃から３００℃程度の熱可塑性ポリイミド樹脂を２ミクロンから５０ミクロン程度の膜厚に製膜したもので、フィルムの滑り性を向上させるために、シリカ、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、酸化チタンまたはアルミナなどの無機充填剤を添加してもかまわない。また、非晶化した樹脂を使用すると、ガラス転移温度が下がり好ましい。製膜は、押し出し成形等により得られたフィルムを、圧延等の方法により所定の膜厚に成形する。
本発明に述べるメタリコン電極とは、銅、亜鉛、アルミニウム、錫、半田等の金属または合金からなり、溶射によって形成されたものである。
【００１０】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るフィルムコンデンサの、フィルムの巻回または積層の重なり状態の一部断面を示している。図１（ａ）はメタリコン電極を設ける前、図１（ｂ）はメタリコン電極を設けた後を示している。
【００１１】
１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）は、熱可塑性のポリイミド樹脂のフィルムで、融点が３００℃から４００℃、ガラス転移温度が１７０℃から３００℃程度の熱可塑性ポリイミド樹脂を２ミクロンから５０ミクロン程度の膜厚に製膜したもので、フィルムの滑り性を向上させるために、シリカ、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、酸化チタンまたはアルミナなどの無機充填剤を添加してもかまわない。また、非晶化した樹脂を使用すると、ガラス転移温度が下がり好ましい。製膜は、押し出し成形等により得られたフィルムを、圧延等の方法により所定の膜厚に成形する。
２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）は、アルミニウム、亜鉛または銅等の金属箔で、１ミクロンから５０ミクロン程度の膜厚で、フィルム厚より半分程度が好ましく、圧延等により膜厚が調整される。
金属箔をフィルムの表面に、フィルムにマージン部を設けて重ね合わせ、熱可塑性ポリイミド樹脂のフィルムの、ガラス転移温度以上融点以下の温度中で、メタリコン電極部分を除いて、熱プレスし、金属箔２をフィルム１に相対的に沈降、または、金属箔２がその表面を残してフィルム１に埋没させる。  金属箔２はフィルム１が熱可塑性ポリイミド樹脂により強固に接着される。
３は、マージン部で、  上記熱プレスにより、相対的に熱可塑性のポリイミドフィルムから流動した流動部分または盛り上がった部分を設けていて、マージン部３上を金属箔上面途中まで埋めている。
この後、金属箔付きフィルムをマージン部３が交互左右になるように重ねて積層巻回または積層する。
４は、メタリコン電極で、銅、亜鉛、アルミニウム、錫、半田等の金属または合金の溶射によって形成されたものである。
【００１２】
図２は、本発明に係る別のフィルムコンデンサの、フィルムの巻回または積層の重なり状態の一部断面を示している。図２（ａ）はメタリコン電極を設ける前、図２（ｂ）はメタリコン電極を設けた後を示している。図１との違いは、マージン部で、  上記熱プレスにより、相対的に熱可塑性のポリイミドフィルムから流動した流動部分または盛り上がった部分が、金属箔上面まで埋めている点である。こうすることにより、図１（ｂ）と図２（ｂ）に示したように、隙間が狭い分、メタリコン電極４を設けたときの、マージン部３のメタリコンの進入をより防止できる。
【００１３】
図１および図２では、フィルムの片面に金属箔を設けているが、フィルムの両面に設けてもかまわない。この場合、表面にポリイミド樹脂を積層コートするか、またはポリイミド樹脂フィルムを間に設けてもかまわない。
【００１４】
図３は、本発明に係る金属箔付きフィルムを一度に複数枚製造する方法の一例を示している。
図３（ａ）は、積層装置の概略全図を、図３（ｂ）は、積層装置の、積層箇所の幅方向の概略図を、図３（ｃ）は、積層後、切り分けられた金属箔付きフィルムの断面を示している。
【００１５】
金属箔およびフィルムはそれぞれ、金属箔リール５、フィルムリール６から供給され、それらを保持するキャリア金属帯体７の上に重ね、一対の合わせロール８により合わせられ、次に、加熱ローラ９とその反対側に対向ローラ１０とにより、加圧加熱される。その後、この積層体からキャリア金属帯体７を分離し、カッター１１により切り分けられ、金属箔付きフィルムとして巻き取りール１２に巻き取られる。
キャリア金属帯体７は、加圧加熱時に金属箔およびフィルムを保持するためのもので、５０ミクロンから５００ミクロン程度の膜厚を有する帯状からなる。材質としては、ステンレス等の金属板からなり、表面に珪素やボロンの酸化物、窒化物などのセラミックを被覆すると金属箔付きフィルムと分離しやすい。フィルムが薄い場合、特に必要となる。
加熱ローラ９は、ステンレス等の金属に加熱源を組み込んだローラで、表面に珪素やボロンの酸化物、窒化物などのセラミックを被覆すると金属箔付きフィルムと分離しやすい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るフィルムコンデンサの、フィルムの巻回または積層の重なり状態の一部断面を示している。
【図２】本発明に係る別のフィルムコンデンサの、フィルムの巻回または積層の重なり状態の一部断面を示している。
【図３】本発明に係る金属箔付きフィルムを一度に複数枚製造する方法の一例を示している。
【図４】従来例に係るフィルムコンデンサの、フィルムの巻回または積層の重なり状態の一部断面を示している。
【符号の説明】
【００１７】
１  フィルム
２  金属箔
３  マージン部
４  メタリコン電極
５  金属箔リール
６  フィルムリール
７  キャリア金属板
８  合わせロール
９  加熱ローラ
１０  対向ローラ
１１  カッター
１２  巻き取りール
【図１】
2008034706.tif 000003
【図２】
2008034706.tif 000004
【図３】
2008034706.tif 000005
【図４】
2008034706.tif 000006