(57)【要約】【課題】  本発明は、コンデンサ素子を形成した際に直流耐電圧が高く、信頼性の高いコンデンサ用金属化フィルムおよび金属化フィルムコンデンサを提供せんとするものである。【解決手段】  本発明のコンデンサ用金属化フィルムは、高分子フィルムの少なくとも片面に金属膜層を有するコンデンサ用金属化フィルムにおいて、金属膜層のコンデンサ形成時に電極引き出し用メタリコン側となる近傍の金属膜層部分が他の部分よりも厚く膜形成されており、該厚膜部分のフィルム端面からの幅（Ａ；ｍｍ）が０．５ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下であることを特徴とするものである。また、本発明の金属化フィルムコンデンサは、かかるコンデンサ用金属化フィルムを用いて構成されていることを特徴とするものである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子フィルムの少なくとも片面に金属膜層を有するコンデンサ用金属化フィルムにおいて、金属膜層のコンデンサ形成時に電極引き出し用メタリコン側となる近傍の金属膜層部分が他の部分よりも厚く膜形成されており、該厚膜部分のフィルム端面からの幅（Ａ；ｍｍ）が０．５ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下であるコンデンサ用金属化フィルム。
【請求項２】
前記厚膜部分が、亜鉛とアルミニウムの合金、またはアルミニウム単体の層で形成されており、かつ、その膜抵抗が１〜８Ω／□で、それ以外の部分の金属膜層部分がアルミニウム単体の層で形成されており、かつ、その膜抵抗が１５〜３００Ω／□である請求項１に記載のコンデンサ用金属化フィルム。
【請求項３】
前記金属膜層の厚膜部分が、亜鉛とアルミニウムの合金で形成されており、アルミニウムと亜鉛の合金の割合が、深さ方向にａ２＜ａ３＜ａ１になるようにアルミニウムが連続的に変化し、かつ、ａ１＞６０％かつａ２＜４０％である請求項１又は２に記載のコンデンサ用金属化フィルム。
（但し、金属蒸着層と高分子フィルムとの界面、該界面と金属蒸着層表面の中間で表面から蒸着膜厚の１／３の深さの位置、および該金属蒸着層表面におけるアルミニウムと亜鉛の質量％をそれぞれａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２、ａ３、ｂ３（ただしａ１、ａ２、ａ３は各位置でのアルミニウムの質量％、ｂ１、ｂ２、ｂ３は各位置での亜鉛の質量％で、ａｉ＋ｂｉ＝１００％（ｉ＝１，２，３）とする。）
【請求項４】
前記金属膜層が、非金属膜スリットで細分化されて、多数の分割電極とそれらを接続するヒューズ部とを構成しており、かつ、電極引き出し用メタリコン側に最も近接した該ヒューズ部が、フィルム端面から見た距離（Ｂ；ｍｍ）が、該厚膜部分の幅（Ａ；ｍｍ）と下記の関係にある請求項１〜３のいずれかに記載のコンデンサ用金属化フィルム。
Ａ−１．０ｍｍ  ＜  Ｂ
【請求項５】
前記高分子フィルムの少なくとも片面に保護層が形成されている請求項１〜４のいずれかに記載のコンデンサ用金属化フィルム。
【請求項６】
前記高分子フィルムの主成分がポリプロピレンであり、かつ、該フィルム厚みが１．５〜４０μｍである請求項１〜５のいずれかに記載のコンデンサ用金属化フィルム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のコンデンサ用金属化フィルムを少なくとも１枚用いて構成されている金属化フィルムコンデンサ。
【請求項８】
ＭＤフリーマージン（Ｃ；mm）と、ずらし量（Ｄ；mm）と、厚膜部分の幅（Ａ；mm）の関係が下記の関係を満たすものである請求項７に記載の金属化フィルムコンデンサ。
Ｃ＋Ｄ  ＞  Ａ
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高分子フィルムに導電性金属を連続被膜形成してなる金属化フィルムを所定の幅に細断したフィルムであって、コンデンサ素子を形成するために用いられるコンデンサ用金属化フィルムに関する。さらには、そのコンデンサ用金属化フィルムを用いたコンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
高分子フィルムコンデンサは耐電圧が高く、かつ温度特性、周波数特性に優れることからコンデンサ用材料として一般的に使用されている。特に電極として金属蒸着層を有する蒸着フィルムはセルフヒーリング性（自己回復性）を有することから好ましく利用されている。
【０００３】
しかしながら、近年はより一層の小型化、高耐電圧化が求められている。小型化に寄与するには誘電体である高分子フィルムの厚みを薄くすることが必要であるが、この場合全体の耐電圧は低下する。そこで、より高い耐電圧特性を得るために様々な提案されており、その一つに、図１のように金属蒸着フィルムの主電極側に対し、電極引き出し用メタリコン側近傍の金属膜厚を厚くするいわゆるヘビーエッジ構造の段付き蒸着が提案されている（特許文献１）。この段付き蒸着を実施することにより、主電極の金属蒸着膜厚を薄くし、つまり主電極の膜抵抗を高くして、セルフヒーリング特性を高めることにより、フィルムの持つ耐電圧を引き出すことができる。ここで言うセルフヒーリングとは短絡電流により絶縁欠陥部分の金属膜周辺を飛散させてその周辺に絶縁部を形成することにより、飛散領域以外の電極膜による形成されるコンデンサを回復させるものである。蒸着膜には様々な金属が提案されている。
【特許文献１】特開平６−２９０９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、メタリコンとの電気的接触を確保するためにはヘビーエッジ構造は必須でありながら、その部分の蒸着膜厚は旧態の厚いままであるため、近年のさらなる小型化、高耐電圧の要求が高まる中、この部分のセルフヒーリング性が十分でなく局所的に破壊が先行し、十分な耐電圧特性及び信頼性が得られていなかった。
【０００５】
本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、コンデンサ素子を形成した際に直流耐電圧が高く、信頼性の高いコンデンサ用金属化フィルムおよび金属化フィルムコンデンサを提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、かかる課題を解決するために、次のような手段を採用するものである。すなわち、本発明のコンデンサ用金属化フィルムは、高分子フィルムの少なくとも片面に金属膜層を有するコンデンサ用金属化フィルムにおいて、金属膜層のコンデンサ形成時に電極引き出し用メタリコン側となる近傍の金属膜層部分が他の部分よりも厚く膜形成されており、該厚膜部分のフィルム端面からの幅（Ａ；ｍｍ）が０．５ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下であることを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明の金属化フィルムコンデンサは、かかるコンデンサ用金属化フィルムを少なくとも１枚用いて構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のコンデンサ用金属化フィルムによれば、コンデンサ素子を形成した際に直流耐電圧が高く、信頼性の高いコンデンサ用金属化フィルムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下本発明の好ましい形態について説明する。
【００１０】
本発明のコンデンサ用金属化フィルムは、高分子フィルムの少なくとも片面に金属膜層を形成して構成されているものである。
【００１１】
本発明で好適に用いられる高分子フィルムとしては、例えば、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などのポリエステル、ポリプロピレン、などのポリオレフィン、ポリスチレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリフッ化ビニリデン、ポリパラキシレンなどのフィルムが挙げられる。また、これらの共重合体や、他の有機重合体との混合体、積層体であっても良い。これらの高分子化合物に、公知の添加剤、例えば、滑剤や可塑剤などが含まれても良い。
【００１２】
本発明で用いられる高分子フィルムの主成分としては、ポリエステル、ポリオレフィンおよびポリフェニレンスルフィドから選ばれた１種であることが、耐湿性及びコンデンサ電気特性の観点から好ましい。ここで、主成分とは高分子フィルム全体に対して５０質量％以上、より好ましくは６０質量％以上が、ポリエステル、ポリオレフィンおよびポリフェニレンスルフィドから選ばれた１種であることを言う。特に好ましくは、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、ポリプロピレン、ポリフェニレンスルフィド及びこれらの共重合体から選ばれた１種であることがコンデンサの電気特性上好ましい。
【００１３】
本発明で用いられる高分子フィルムの厚みは、特に限定されないが、０．５μｍ〜２０μｍの範囲が好ましい。厚みをこの範囲とすることで、本発明の効果をより高く発揮することができる。より好ましくは高分子フィルムの厚みは１．５μｍ〜４．０μｍの範囲であり、さらに好ましくは２．０μｍ〜３．３μｍの範囲である。
【００１４】
本発明の金属化フィルムは、フィルムの少なくとも片面に金属膜層を有する。金属化フィルムとは、高分子フィルムの片面もしくは両面に金属膜層を形成したフィルムであり、その金属膜層の形成方法は特に限定されない。例えば、蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングあるいはメッキなどの方法を用いて形成することができる。好ましくは真空蒸着法を用いて形成された金属膜層である。かかる真空蒸着法を用いると、本発明のフィルムを効率的に製造することができる。
【００１５】
以下の説明において、かかる真空蒸着法で被膜形成する形やそれで形成された金属化フィルムの形に代表させて説明することがある。
【００１６】
本発明の金属化フィルムは、金属化フィルムの電極引き出し用メタリコン側近傍の金属膜厚を厚くする、いわゆるヘビーエッジ構造の段付き被膜の形態を持つものである。（以下、メタリコン側近傍の厚膜部分をヘビーエッジ部、それ以外の部分をアクティブ部と称することがある。）
本発明における金属膜層の材質としては、例えば、アルミニウム、亜鉛、スズ、ニッケル、クロム、鉄、銅、チタン、あるいはこれらを含有する合金等が挙げられる。コンデンサの電気特性や生産性の面からは、亜鉛、アルミニウム、またはそれらを含む合金が好ましく用いられる。より好ましくは、アクティブ部については金属膜層がアルミニウムを９０質量％以上含む合金あるいはアルミニウム単体を用い、該金属膜層のヘビーエッジ部にも同様の材質あるいは、アルミと亜鉛の合金を用いることが耐電圧特性を向上させる観点で好ましい。さらに好ましくは、該金属膜層のアクティブ部はアルミニウム単体とし、ヘビーエッジ部はアルミと亜鉛の合金とする組み合わせを採用するのがよい。
【００１７】
該金属膜層の膜厚みは、膜抵抗にして、該ヘビーエッジ部１〜８Ω／□、該アクティブ部が１５〜３００Ω／□であることが、耐電圧特性を向上させる観点で好ましい。上記より膜抵抗が高いと、コンデンサｔａｎδが上昇する可能性があり好ましくなく、膜抵抗が低いとセルフヒーリング性が十分でなくなる可能性があり好ましくない。
本発明の金属化フィルムは、該ヘビーエッジ部がフィルム端面から計測して幅０．５ｍｍ以上、３ｍｍ以下の範囲に制御することが必要である。０．５ｍｍより小さいと、メタリコンでの接触が十分でなく、ｔａｎδが悪化する可能性があり、３ｍｍを超えると、厚膜部分に電圧が充電されてセルフヒーリングが発生し、セルフヒーリング不良が発生する可能性が高くなり耐電圧が悪化する。より好ましくは幅１．０〜２．０ｍｍであることが好ましい。
【００１８】
メタリコン側近傍と主電極となる金属膜層部分の膜抵抗およびその分布を制御する方法としては、本願においては所定の膜抵抗および分布（ヘビーエッジ部の幅）が得られればよく、特に方法は規定されないが、蒸着金属が蒸着源から高分子フィルムに付着するまでに通過するスリット、もしくは蒸着金属の通過を遮るマスキングを設ける方法を例示することができる。もう一つの例としては、蒸着機内に２元以上の複数の蒸着源を設置し、アクティブ部を均一に蒸着した後に、ヘビーエッジ部を別の蒸着源で厚く蒸着する方法、あるいはその逆の手順の方法を例示することができる。
【００１９】
さらに後者の方法によると、アクティブ部の蒸着とヘビーエッジ部の蒸着源金属種を異なるものとすることができる。例えばアクティブ部にセルフヒーリング性の高いアルミを蒸着し、その上からヘビーエッジ部に亜鉛を蒸着する方法で、適切な条件範囲を設定することにより、ヘビーエッジ部はアルミと亜鉛が蒸着直後に相互拡散してアルミと亜鉛が合金化させることができる。こうして生成したアルミ−亜鉛合金は、亜鉛より耐湿性が高く、かつアルミよりも耐電流性に優れるので、ヘビーエッジ部として上記の処方は非常に好適である。
【００２０】
本発明の金属化フィルムの、前記金属膜層の厚膜部分を亜鉛とアルミニウムの合金で形成する際には、アルミニウムと亜鉛の合金の割合が、深さ方向にａ２＜ａ３＜ａ１になるようにアルミニウムが連続的に変化し、かつ、ａ１＞６０％かつａ２＜４０％であることが、耐電圧及び耐湿性の観点から好ましい。
【００２１】
ここで、金属蒸着層と高分子フィルムとの界面、該界面と金属蒸着層表面の中間で表面から蒸着膜厚の１／３の深さの位置を、および該金属蒸着層表面の３点におけるアルミニウムと亜鉛の質量％をそれぞれ、ａ１とｂ１、ａ２とｂ２、ａ３とｂ３という。ただしａ１、ａ２、ａ３は前記３点の各位置でのアルミニウムの質量％、ｂ１、ｂ２、ｂ３は前記３点の各位置での亜鉛の質量％であり、ａｉ＋ｂｉ＝１００％（ｉ＝１，２，３）と定義するものである。
【００２２】
さらに好ましくは、ａ１＞７０％かつ、ａ２＜３０％であり、特に好ましくはａ１＞７０％で、かつ、ａ２＜３０％とすることにより、耐湿性と耐電圧性の両方の特性が最適に発揮される効果を奏するのでよい。
【００２３】
また、前記合金中のアルミニウムの質量割合は、メタリコン側近傍の金属蒸着層部分全体に対して５〜８０質量％が好ましく、より好ましくは１０〜６０質量％である。該合金中のアルミニウムの質量割合が、５質量％未満では合金にすることによって得られる耐湿性が低下する。なお、かかる質量割合は、例えばＩＣＰ分析により検証することが可能である。
【００２４】
また本発明の高分子フィルムに含有される添加剤は特に限定されるものではなく、本発明の目的とする特性に支障を及ぼさない範囲で、適宜選択添加してもよい。
【００２５】
なお、基材表面はコロナ放電処理、火炎処理、プラズマ処理などの表面処理、或いは、接着剤のコーティング層、樹脂コーティング層、溶融押し出しによる樹脂層などの積層が行われていても良い。
【００２６】
本発明にかかる金属化フィルムには少なくとも一方の片面に形成される金属蒸着面側に連続した長手方向の非蒸着部分であるマージンが形成される。該長手方向のマージンを形成するために用いられる方法として、オイルを用いる方法が挙げられる。オイルとしては、一般にシリコーン系オイル、フッ素系オイル、流動パラフィンなどが挙げられる。また、このほかの方法として他にテープ、レーザーを用いる方法があるが、いずれの方法でも所定の幅で非蒸着部分が長手方向連続的に形成されれば良く、特に方法に限定されない。
【００２７】
また、本発明の金属化フィルムは、保安機能を高めるために、蒸着金属層を非蒸着スリットで細分化することができる。これら多数の分割電極は給電地点であるメタリコンコンタクトあるいは分割電極相互にヒューズ部で接続されることができる。
【００２８】
この際、図２に図示するように、電極引き出し用メタリコン側に最も近接したヒューズが、フィルム端面から見た距離（Ｂ；ｍｍ）が、厚膜部分の幅（Ａ；ｍｍ）と下記の関係にあると本発明の効果を顕著に発揮することができて好ましい。
・  Ａ−１．０ｍｍ  ＜  Ｂ。
【００２９】
過度に厚膜部分に接近した位置にヒューズを配置すると、その部分の金属膜は厚くなってしまうため、ヒューズの動作が鈍感になり、保安性が劣ることがあるため、好ましくない。より好ましくは、下記の式に従うのがよい。
・  Ａ  ＜  Ｂ。
【００３０】
但し、Ｂは４．０ｍｍ以上を超えると、ヒューズで隔離されない部分が大きくなり過ぎ、セルフヒーリングが発生した際に保安機能が働かないので好ましくない。
該非蒸着スリットを形成する方法としてはエンボス印刷ロールによるオイルの転写、スクリーン印刷によるオイルの転写、レーザーによる方法などがあるが、いずれの方法でも所定の幅で非蒸着部分が形成されれば良く、特に方法に限定されない。
【００３１】
長手方向幅方向共に該区分帯幅は絶縁性が確保されれば特に寸法制限を受ける必要はないが、精度の点から０．１ｍｍ以上が好ましい。
【００３２】
本発明においては、高分子フィルムの少なくとも片面に保護層を設けることができる。好ましい例として、アクティブ部はセルフヒーリング性を向上させるために金属膜厚が薄い方が良いが、金属膜厚が薄いほど、その金属膜の酸化が顕著になるため、この酸化劣化を防止し、膜厚低下に伴う耐電流性低下を防止するために、保護層を設けることができる。かかる保護層は金属膜層と高分子フィルムの界面、金属膜層の上面、金属膜層のある面とは反対側の高分子フィルム上面のいずれか、または２つ以上組み合わせても良い。生産性の点から保護層は１層であることが好ましい。
【００３３】
本発明において保護層はオイルであることが好ましく、耐湿性を有し、他の特性を阻害しないのであれば特に限定されない。例示するならばフッ素系オイル、パーフロロアルキルポリエーテル、鉱物油、ジメチルポリシロキサン、メチルフェニルシリコーンなどである。耐湿性および電気特性の観点から、シリコーンオイル、フッ素オイルが好ましい。
【００３４】
シリコーンオイルとしては、ジメチルポリシロキサンかメチルフェニルシリコーンオイルが好ましく、メチルフェニルジメチルポリシロキサンが、耐湿性の点から特に好ましい。また有機変性シリコーンオイルとして、アルキル変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、アルコール変性シリコーンオイル、エポキシ変性オイル、カルボキシル変性オイルが好ましく、より好ましくはカルボキシル変性オイルである。
【００３５】
本発明における保護層の厚みは、０．０１〜１．０μｇ／ｃｍ２であることが好ましい。０．０１μｇ／ｃｍ２未満では耐湿性が得られにくい場合があり、１．０μｇ／ｃｍ２以上では、プレス性が低下しやすくなりコンデンサ素子形成性が阻害される場合がある。
【００３６】
本発明においてオイルを高分子フィルムに付着させる方法は特に限定されないが、例えば、有機溶媒で希釈してスリットダイコータで塗布した後に溶媒分を蒸散させて、付着させる方法、真空中において点状またはスリット状のノズルから加熱したオイルを蒸着する方法などを使用することができる。後者の方法は真空蒸着法で高分子フィルムに金属蒸着層を形成する際に、同一機内で保護層を形成できることから生産性がよい点から好ましい。また、予め形成した金属蒸着フィルムに保護層を付与する場合においても、真空内で、保護層を付与することは不純物を排除し、膜厚均一性の高い保護層形成する点から望ましい。
【００３７】
本発明の保護層の耐湿特性をさらに高める方法として、グロー放電をすることが望ましい。グロー放電とは、真空中で電磁波の印可によって開始、持続する放電であり、真空中で局部的に少量のガスを供給しながら直流電流、もしくは低、中、高周波電圧、マイクロ波を印可する事によって形成できる。また、磁場を併用印可することで、放電をより低い電圧でより安定化できる。グロー放電処理とはこのグロー放電を高分子フィルム表面に印可することである。好ましくは蒸着機内で連続的に搬送される高分子フィルム表面に該処理を行う。
【００３８】
本発明に用いられる金属化フィルムは、金属膜形成後および保護層形成の後、所定の幅に切断され、リール状に巻き取られたものである。細断方法はリール状に整えられるものであれば特限定されないが、金属膜形成後のフィルムを長手方向に連続的に所定幅に切断するスリッッターを用いることが、フィルム幅の均一性、端面形状から望ましい。また、フィルム幅はフィルムの長手軸方向のカット端面形状は上面（金属膜面側から基材面を透かす、或いはその逆の方向）から見て直線である必要はなく、一定周期で、連続的な波形であっても構わない。
【００３９】
次に、本発明の金属化フィルムの製造方法の好ましい一態様を以下に記載するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４０】
高分子フィルムを真空蒸着機内の巻出軸から巻出して、冷却ドラムへ導く。高分子フィルムを冷却ドラム上で冷却しながら、蒸着源から誘導加熱法もしくは抵抗加熱法、電子ビーム法などにより加熱・溶融させ、飛来した金属を蒸着する。この際、まず全体に均一にアルミを蒸着し、その上からヘビーエッジ部に相当する部分に亜鉛を蒸着することでヘビーエッジ部を形成する。冷却ドラムの後に、細いスリット状のノズルを設けた容器を配置し、その中に保護層となる物質を加熱し、蒸散、噴霧させる。このノズルを高分子フィルムに向けることで、表面に保護層が形成される。
【００４１】
引き続き、オイルを付着させた面に真空中にてグロー放電処理を行う。これを蒸着機の巻取軸で巻き取り中間製品とする。中間製品は、所定の幅にスリットしリール状のフィルムを得る。グロー放電処理においては、局部的に電極周辺にガスを導入する。用いられるガスの種類は特に限定されないが、例えば、Ｏ２、Ａｒ、ＣＯ、ＣＯ２などが挙げられる。特に好ましくはＯ２やＡｒ、あるいはこれらの１種以上を含む混合ガスである。
【００４２】
この場合、処理電力密度を１５Ｗ・ｍｉｎ／ｍ２以上にすることが、フィルムの特性を本願の範囲に制御するために好ましい。
【００４３】
また、グロー放電電極には、Ｃｕかアルミ、あるいはステンレス電極を使用するのが好ましい。また、本発明の範囲に特性を制御するためには、グロー放電電源はパルスＤＣ電源を用いるのが好ましく、周波数を２００〜５００ｋＨｚにすることが好ましい。
【００４４】
このようにして得られた金属化フィルムはコンデンサ用フィルムとして好ましく用いることが出来、公知の方法で積層もしくは巻回してコンデンサを得ることができる。
【００４５】
例えば、巻回型フィルムコンデンサの場合を例示する。フィルムに金属層を形成する際に、長手方向に走るマージン部を有するストライプ状に蒸着する。（以後、ＭＤフリーマージンあるいは単にマージンと称する。）次に、表面の各蒸着部の中央と各マージン部の中央に刃を入れてスリットし、左側もしくは右側にマージンを有するテープ状の巻取リールにする。得られたリールのうち、左側にマージンを有するフィルムと、右側にマージンを有するフィルム各１本ずつを、幅方向に非マージン側のフィルム端面がマージン側のフィルム端面からはみ出すように２枚を少しずらして重ね合わせて巻回し、巻回体を得る。この巻回体から芯材を抜いてプレスし、両端面にメタリコンを溶射して外部電極とし、メタリコンにリード線を溶接して巻回型コンデンサ素子を得ることができる。
この際、図３に示すように、ＭＤフリーマージン（Ｃ；mm)と、ずらし量（Ｄ；mm)と、ヘビーエッジ部の幅（Ａ；ｍｍ）の関係を下記のようにすることにより、本発明の効果をさらに顕著に発揮することができ好ましい。
・  Ｃ＋Ｄ  ＞  Ａ。
【００４６】
［物性の測定方法並びに効果の評価方法］
次に、本発明に用いる測定法及び評価法について説明する。
【００４７】
（１）膜抵抗
４端子法により、１００ｍｍの電極間の金属膜の抵抗を測定し、測定値を測定幅を乗じて電極間距離で除し、幅１０ｍｍ、電極間距離１０ｍｍ当たりの膜抵抗を算出した。単位はΩ／□と表示する。
ヘビーエッジ部の膜抵抗についてはメタリコン側端面から３ｍｍ幅の細幅にサンプルを切り出し、上記と同様に１００ｍｍ間の金属膜抵抗を測定した。
【００４８】
（２）金属化フィルムの総厚み
ＪＩＳ  Ｃ  ２１５１に従い、１０枚重ねの金属化フィルムの厚みを電子マイクロメータで測定し、５点平均した平均値を金属化フィルム枚数(１０)で除して金属化フィルム厚みとした。
【００４９】
（３）ヘビーエッジ幅
デンシトメータＰＤＭ−５（コニカ株式会社製）を用い、光径を0.1mmとして蒸着フィルムをメタリコン側の端面から幅方向に中央に向けてスキャンして、幅方向の距離 − 光学濃度の分布を得る。図４に示すように、バックグラウンドに比較してピーク値の３０％となる点、即ち最大の光学濃度の値をＯＤ１、アクティブ部の平均の光学濃度をＯＤ２として、下記の式にて算出されるＯＤ３を示す点を得て、この点のメタリコン側フィルム端からの距離をヘビーエッジ幅（ｍｍ）とした。
・  ＯＤ３＝（ＯＤ１−ＯＤ２）×０．３＋ＯＤ２。
【００５０】
（４）耐電圧（ステップアップＤＣＢＤＶテスト）
金属蒸着フィルムリールをＰＢＴ製φ９ｍｍ円筒状コアに巻回方式により素子巻きを行い、両側端面電極部に金属溶射（以下、メタリコンとする）による電極を形成して、リード線を半田付けして静電容量１０μＦのコンデンサ素子を形成した。２ＫＶ電源（ハイデン研究所製：型式ＨＤ２Ｋ２Ｐ−ＰＳ）にコンデンサ素子を接続し、常温にてスタート電圧８００Ｖから１００Ｖ毎ステップアップを行い、各ステップが終了毎にＬＣＲメータで容量を測定した。各ステップでの保持時間は１０分とした。電圧印加前の容量に対し、容量が１０％低下した時の印加電圧値を絶縁破壊電圧とした。これを厚み（マイクロメータによる測定値）で除して絶縁破壊電位傾度とした。１３０Ｖ／μｍ以上を良好とした。
【００５１】
（５）金属の組成分布
ＰＨＩ製ＳＡＭ−６７０型走査型オージェ電子分光装置により、蒸着層の表面より、Ａｒイオンエッチングしながら金属の組成を分析した。
【００５２】
ＡＥＳ測定条件は、加速電圧３ｋＶ、試料電流１０ｎＡ、ビーム径２００ｎｍφ、試料傾斜角７２度とした。イオンエッチング条件は、イオン種をＡｒ＋、加速電圧を２ｋＶとし、エッチングレートは事前にＳｉＯ２で確認しておき、６ｎｍ／ｍｉｎとなるようにした。
【００５３】
ＡＥＳ強度ピークより、各測定深さにおける総金属元素に対する、各元素の重量比を算出し、深さプロファイルを得た。例えば、亜鉛とアルミニウムの合金を形成した際のアルミニウムの比率ａｉは
ａｉ＝Ｃｉ（ＡＬ） ／ ｛Ｃｉ（ＡＬ）＋Ｃｉ（Ｚｎ）｝ ×１００  （％）
ここで、Ｃｉ（ＡＬ）、Ｃｉ（Ｚｎ）は各点におけるアルミニウムおよび亜鉛の全元素に対する重量比（％）である。同様に亜鉛の組成比ｂｉを計算すると、自明ながら
ａｉ＋ｂｉ＝１００（％）
となる。
【００５４】
ただし、炭素（Ｃ）の深さプロファイルを同時に測定し、炭素のプロファイルが半値となる箇所を界面とし、表面〜界面の距離を蒸着膜厚とした。
【実施例】
【００５５】
以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明する。
【００５６】
（実施例１）
高分子フィルムとして、厚み３．０μｍの２軸延伸ポリプロピレンフィルム  東レ（株）製トレファン（タイプ名Ｖ２７３）を使用した。真空蒸着機内下室を２×１０−４ｔｏｒｒに減圧し、長手方向マージンが２．０ｍｍとなるように長手方向マージンを形成後、まずアルミニウム蒸着し、次いで直後に同一蒸着機内で細断後ヘビーエッジ部となる位置のみにスリット穴を通して亜鉛蒸着を行い、ヘビーエッジ部にアルミと亜鉛の合金を形成した。
【００５７】
この時、かかる金属蒸着で形成された金属膜層の深さ方向でのアルミニウムの比率は、ａ１＝８９、ａ２＝１０、ａ３＝３７（％）であった。
【００５８】
また、スリット穴は長方形形状とし、蒸着後のヘビーエッジ幅が１．０ｍｍとなるように穴の大きさを調整した。また、膜抵抗はヘビーエッジ部３．５Ω/□、アクティブ部２０Ω/□となるようにした。
【００５９】
次いで、保護層として金属蒸着面にフェニルメチルジメチルポリシロキサン（東レダウコーニングシリコーン社製ＳＨ７０２）を加熱蒸着した。また、オイル付着量は、０．０５μｇ／ｃｍ２となるように制御した。続いてオイル付着面にＯ２ガスを微量供給しながら２５０Ｈｚ、５ＫＷのパルスＤＣ電源を用いて、グロー放電を発生させて、処理電力密度がＥ＝２５Ｗ・ｍｉｎ／ｍ２となるようにグロー処理を行い、金属化フィルムを得た。
【００６０】
このフィルムをずらし幅を１．０ｍｍとして素子巻きし、耐電圧を評価した結果、１５０Ｖ／μｍと良好であり、この素子はショートモードの破壊は皆無であった。
【００６１】
（実施例２）
ヘビーエッジ幅を２．５ｍｍとし、マージン幅を１．０ｍｍ、ずらし幅を０．５ｍｍとする以外は、実施例１と同様のフィルム及び素子を作成した。この素子の耐電圧は１４０Ｖ／μｍと良好であり、この素子はショートモードの破壊は皆無であった。
【００６２】
（実施例３）
ヘビーエッジ部にスリット穴を通して蒸着する蒸着源金属をアルミとし、ヘビーエッジ幅を２．５ｍｍとする以外は、実施例１と同様のフィルム及び素子を作成した。この素子の耐電圧を評価した結果、１４０Ｖ／μｍと良好であり、この素子はショートモードの破壊は皆無であった。
【００６３】
（実施例４）
ヘビーエッジ部の膜抵抗を５．０Ω/□、アクティブ部の膜抵抗を４０Ω/□にする以外は、実施例１と同様のフィルム及び素子を作成した、この素子の耐電圧を評価した結果、１６０Ｖ／μｍと非常に良好であり、この素子はショートモードの破壊は皆無であった。
【００６４】
（実施例５）
アルミ蒸着の際に、くし形のマスクを用いて調整することにより、ヘビーエッジ部に多く亜鉛が付着するように調整した以外は、実施例１と同様のフィルム及び素子を作成した。
【００６５】
この時、前記蒸着で形成された金属膜層の深さ方向でのアルミニウムの比率は、ａ１＝６７、ａ２＝３、ａ３＝１４（％）であった。この素子の耐電圧を評価した結果、１５０Ｖ／μｍと良好であった。
【００６６】
（実施例６）
一旦アルミニウムを全面に蒸着した後に巻き取り、そのフィルムに時間をあけて再度亜鉛蒸着を施すようにした以外は、実施例１と同様のフィルム及び素子を作成した。この時、前記蒸着で形成された金属膜層の深さ方向でのアルミニウムの比率はａ１＝９８、ａ２＝２、ａ３＝０（％）とほぼ深さ方向に２層に分離する形となっていた。この素子の耐電圧を評価した結果、１４０Ｖ／μｍと良好であった。
【００６７】
（比較例１）
実施例１と同様の高分子フィルムを用い、長手方向マージンが２．０ｍｍとなるように長手方向マージンを形成後、ヘビーエッジは設けずにアルミニウムを一面に蒸着し、金属膜のないマージン部以外は全面３．５Ω/□となるように真空蒸着を実施した。（蒸着源は１元のみ使用。）次いで保護層として金属蒸着面にフェニルメチルジメチルポリシロキサン（東レダウコーニングシリコーン社製ＳＨ７０２）を加熱蒸着した。オイル付着量が０．０５μｇ／ｃｍ２となるように制御した。続いてオイル付着面にＯ２ガスを微量供給しながら２５０Ｈｚ、５ＫＷのパルスＤＣ電源を用いてグロー放電を発生させて処理電力密度がＥ＝２５Ｗ・ｍｉｎ／ｍ２となるようにグロー処理を行い、金属化フィルムを得た。
【００６８】
このフィルムをずらし幅を１．０ｍｍとして素子巻きし耐電圧を評価した結果、１００Ｖ／μｍと実施例１〜４に比較して劣る結果となり、素子はおよそ３０％の割合でショートモードで破壊した。
【００６９】
（比較例２）
膜抵抗を１８Ω/□とする以外は比較例１と同様のフィルム及び素子を作成した。耐電圧を評価した結果、１１０Ｖ／μｍと実施例１〜４に比較して劣る結果となった。素子はショートモードでの破壊はなかった。メタリコン端面周辺の金属蒸着膜に亀裂が入っているのが認められ、メタリコンコンタクトの耐電流性が十分でなかったために素子が破壊したものであった。
【００７０】
（比較例３）
蒸着源は１元のまま、従来の方法に基づきくし形の穴が開いた遮蔽板を蒸着源と冷却ドラムの間に挿入することによりヘビーエッジを形成する以外は実施例３と同様のフィルム及び素子を作成した。この方法ではヘビーエッジ幅を５．０ｍｍ以下にして安定して生産することができず、ヘビーエッジ幅５．０ｍｍにて作成したサンプルについて耐電圧を評価した結果、１２０Ｖ／μｍと実施例１〜４に比較して劣る結果となった。素子はショートモードの破壊は見られなかったが、蒸着膜の厚いヘビーエッジ部分での破壊が多く認められた。
【００７１】
（比較例４）
スリットの刃の挿入位置をずらして調整することで、ヘビーエッジ幅を０．３ｍｍとし、ヘビーエッジ部の膜抵抗を５．０Ω/□とする以外は実施例４と同様のフィルム及び素子を作成した。耐電圧を評価した結果、１１０Ｖ／μｍと実施例１に比較して劣る結果となった。素子はショートモードでの破壊はなかった。メタリコン端面周辺の金属蒸着膜に亀裂が入っているのが認められ、メタリコンコンタクトの耐電流性が十分でなかったために素子が破壊したものであった。
【００７２】
上記の結果を表１にまとめて示す。
【００７３】
【表１】
2008263172.tif 000002
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】この図は、本発明のコンデンサ用金属化フィルムのヘビーエッジ構造による金属膜構造の一例を示す模式的な断面図である。
【図２】この図は、本発明の金属化フィルムコンデンサの好適なヒューズ位置を説明する模式図である。
【図３】この図は、本発明の金属化フィルムコンデンサを作成する際に好適な設定を示す模式的な断面図である。
【図４】この図は、本発明のコンデンサ用金属化フィルムのヘビーエッジ幅をデンシトメータにより光学的に測定する際の模式図である。
【符号の説明】
【００７５】
１：高分子フィルム
２：金属膜
３：ヘビーエッジ幅（Ａ；ｍｍ）
４：メタリコン側に最も近接したヒューズのフィルム端面から見た距離（Ｂ；ｍｍ）
５：ＭＤフリーマージン（Ｃ；mm)
６：ずらし量（Ｄ；mm)
７：ヒューズ
【図１】
2008263172.tif 000003
【図２】
2008263172.tif 000004
【図３】
2008263172.tif 000005
【図４】
2008263172.tif 000006