(57)【要約】【課題】チップ形フィルムコンデンサの耐電流性改善、半田耐熱性向上、および低コスト化を図る。【解決手段】プラスチックフィルムを重ね巻回したコンデンサ素子を略同一幅の熱硬化性樹脂シート上に並置し、粘性比２〜７の液状熱硬化性樹脂を該素子間に充填し、その上に同一のシートを載せ、加熱・加圧処理して帯状の樹脂外装硬化物とし、その両端面の各電極引出部に、Ａｌ４０〜５６％とＳｉ４％以上とＺｎ４０％からなる合金、Ｚｎ９０％以上残Ａｌ合金、Ｃｕ６０〜７０％残Ｚｎからなる合金、または、Ｚｎ単体のいずれかで構成した第１メタリコン層と、Ｓｎ８０％以上残Ｚｎ、Ｃｕで構成した第２メタリコン層とからなる第１外部電極を形成し、該素子間の樹脂部分を切断して形成するコンデンサの第１外部電極と接合するコンデンサの第２外部電極が、Ｃ字状、コの字状、または４個の方形状若しくは太鼓状の窓部を有する板状端子とする。【選択図】        図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の金属化フィルム、または両面金属化フィルムとフィルムを重ねて巻回した素子に、後巻用プラスチックフィルムを巻回してコンデンサ素子を形成し、該コンデンサ素子を略同一幅の帯状エポキシ樹脂プリプレグシートからなる熱硬化性樹脂シート上に並置し、粘性比２〜７の液状熱硬化性樹脂を該素子間に充填し、その上に熱硬化性樹脂シートと同一のシートを載せ、加熱・加圧処理して帯状の樹脂外装硬化物とし、両端面の各電極引出部に、
アルミニウム４０〜５６％とケイ素４％以上と亜鉛４０％からなる合金、亜鉛９０％以上残アルミニウムからなる合金、銅６０〜７０％残亜鉛からなる合金、または、亜鉛単体のいずれかで構成した第１メタリコン層と、
スズ８０％以上残亜鉛、銅で構成した第２メタリコン層とからなる第１外部電極を形成し、
該素子間の樹脂部分を切断して形成するコンデンサの第１外部電極と接合する第２外部電極がＣ字状、コの字状、または４個の方形状若しくは太鼓状の窓部を有する板状端子であることを特徴とするフィルムコンデンサ。
【請求項２】
請求項１記載の第２外部電極板状端子の窓部面積とメタリコン表面側の面積との比が０．０５〜０．３５であることを特徴とするフィルムコンデンサ。
【請求項３】
請求項１記載の帯状の樹脂外装硬化物に第１外部電極を設けた後、
該樹脂外装硬化物を粘度２５０ｃｐｓ以下で、かつ表面張力３０ｄｙｎｅ／ｃｍ２以下のエポキシ樹脂に含浸し、余剰のエポキシ樹脂を除去して加熱硬化し、第１外部電極面を切削研磨し、上記コンデンサ素子間の樹脂部分を切断した後、
該切削研磨した第１外部電極面に第２外部電極の板状端子を接合し、熱処理することを特徴とするフィルムコンデンサの製造方法。
【請求項４】
請求項３記載の熱処理温度が１５０〜２５０℃であることを特徴とするフィルムコンデンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はチップ形フィルムコンデンサに関するもので、特に耐電流特性に優れ、半田耐熱性を向上させたフィルムコンデンサおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のチップ形フィルムコンデンサは図１８のような構造であり、一対の金属化フィルム、または両面金属化フィルムとフィルムを重ねて巻回した素子に、後巻用プラスチックフィルム３を巻回してコンデンサ素子７（断面図：図１５）を形成し、該コンデンサ素子７に、電極引出部としてメタリコン層からなる第１外部電極９を設け、エポキシ樹脂に真空含浸し熱硬化させた後、第１外部電極９と、凸部を設けた板状端子の第２外部電極１１と一体化接合して、図１６のように熱硬化性樹脂シート６ａ上に並置し、該コンデンサ素子７間に熱硬化性樹脂８を配し、加熱・加圧処理して図１７に示す帯状の樹脂外装硬化物とし、コンデンサ素子間の樹脂部分１０を切断して、作製されていた（例えば特許文献１参照）。
また、図１５のコンデンサ素子の第１メタリコン層４および第２メタリコン層５からなる第１外部電極９と一体化接合する第２外部電極１１としては、図１９のような２個の方形状窓部を設けた板状端子も知られている（例えば特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特公平７−７０４１５号公報（第１−４頁、第１図、第５−７図）
【特許文献２】
特開２０００−５８３６９号公報（第２−６頁、第５−６図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のコンデンサ素子には、図１８に示す凸部１２を設けた板状端子、または、図１９に示す２個の方形状窓部１１ｄを設けた板状端子である第２外部電極１１が取り付けられているが、これらの形状では熱伝導が悪く、熱が分散され難いため、放熱性が悪く、リフロー半田付：２６０℃  １０秒、または、手半田付：３５０〜３８０℃  ５秒の条件で半田付けする時、容量減少、および誘電損失の増加が起こるという問題があった。
また、メタリコン金属材料自体の耐食性が大きな問題であり、アルミニウム７０％以上、ケイ素４％以上、およびスズ合金等という非常に高価なメタリコン金属材料を使用しなければならないという問題があった。
上記のように、リフロー半田付、および手半田付けのいずれにおいても、フィルムコンデンサの容量減少、誘電体損失の増加（電極材料との接触不良）が多発するため、高温半田付に対応できる手段が必要とされており、また、耐食性改善用の高価なメタリコン材料を使用しなくてすむ構成が必要とされていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決したものであり、半田耐熱性に対しては、第２外部電極の形状を検討して放熱性を高めて対応し、メタリコン材料の耐食性改善のためには、含浸性、耐熱性の高い樹脂材料にコンデンサ素子を含浸することにより吸湿を防止し、高融点で安価なメタリコン材料で対応しようとするものである。
【０００６】
すなわち、一対の金属化フィルム、または両面金属化フィルムとフィルムを重ねて巻回した素子に、後巻用プラスチックフィルム３を巻回してコンデンサ素子７を形成し、該コンデンサ素子７を略同一幅の帯状エポキシ樹脂プリプレグシートからなる熱硬化性樹脂シート上６ａに並置し（図２）、粘性比２〜７の液状熱硬化性樹脂８を該素子７間に充填し、その上に熱硬化性樹脂シート６ａと同一のシート６ｂを載せ、加熱・加圧処理して帯状の樹脂外装硬化物とし（図４）、
該樹脂外装硬化物の両端面の各電極引出部に、
アルミニウム４０〜５６％とケイ素４％以上と亜鉛４０％からなる合金、亜鉛９０％以上残アルミニウムからなる合金、銅６０〜７０％残亜鉛からなる合金、または、亜鉛単体のいずれかで構成した第１メタリコン層４と、
スズ８０％以上残亜鉛、銅で構成した第２メタリコン層５とからなる第１外部電極９を形成し、
該素子７間の樹脂部分１０を切断して形成するコンデンサの第１外部電極９と接合する第２外部電極１１がＣ字状、コの字状、または４個の方形状若しくは太鼓状の窓部を有する板状端子であることを特徴とするフィルムコンデンサである。
【０００７】
また、第２外部電極板状端子の開口部面積とメタリコン表面側の面積との比が０．０５〜０．３５であることを特徴とするフィルムコンデンサである。
【０００８】
さらに、上記樹脂外装硬化物に第１外部電極９を設けた後、
該樹脂外装硬化物を粘度２５０ｃｐｓ以下で、かつ表面張力３０ｄｙｎｅ／ｃｍ２以下のエポキシ樹脂に含浸し、余剰のエポキシ樹脂を除去して加熱硬化し、第１外部電極面を切削研磨し、上記コンデンサ素子間の樹脂部分を切断した後、
該切削研磨した第１外部電極面に第２外部電極の板状端子を接合し、熱処理することを特徴とするフィルムコンデンサの製造方法である。
【０００９】
そして、上記の熱処理温度が１５０〜２５０℃であることを特徴とするフィルムコンデンサの製造方法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
一対の金属化フィルム、または両面金属化フィルムとフィルムを重ねて巻回した素子に、後巻用プラスチックフィルム３を巻回してコンデンサ素子７を形成し、該コンデンサ素子７を略同一幅の帯状エポキシ樹脂プリプレグシートからなる熱硬化性樹脂シート６ａ上に並置し、粘性比２〜７の液状熱硬化性エポキシ樹脂８を該素子７間に充填し、その上に熱硬化性樹脂シート６ａと同一のシート６ｂを載せ、加熱・加圧処理して帯状の樹脂外装硬化物とし、該樹脂外装硬化物の両端面の各電極引出部に第１メタリコン層４および第２メタリコン層５からなる第１外部電極９を設けた後、上記コンデンサ素子７間の樹脂部分１０を切断し、第１外部電極９と板状端子である第２外部電極１１とを一体化接合する。
【００１１】
ここで、第１メタリコン層４は、アルミニウム４０〜５６％とケイ素４％以上と亜鉛４０％からなる合金、亜鉛９０％以上残アルミニウムからなる合金、銅６０〜７０％残亜鉛からなる合金、または、亜鉛単体のいずれかで構成され、
第２メタリコン層５はスズ８０％以上残亜鉛、銅で構成される。
【００１２】
また、第２外部電極の板状端子１１には、Ｃ字状、コの字状、または４個の方形状若しくは太鼓状の窓部が設けられている。
そして、第２外部電極の板状端子１１の側面を、台形状（上底なし）またはレの字状に形成し、第２外部電極の板状端子１１の窓部面積とメタリコン表面側の面積との比を０．０５〜０．３５に設定する。
【００１３】
さらに、上記の帯状の樹脂外装硬化物に第１外部電極９を設けた後、該樹脂外装硬化物を粘度２５０ｃｐｓ以下で、かつ表面張力３０ｄｙｎｅ／ｃｍ２以下のエポキシ樹脂に含浸し、余剰のエポキシ樹脂を除去し、加熱硬化し、外部電極面９を切削研磨し、上記コンデンサ素子間の樹脂部分１０を切断した後、該切削研磨した第１外部電極面９に第２外部電極の板状端子１１を接合し、１５０〜２５０℃で熱処理する。
【００１４】
【実施例】
次に、本発明の実施例を図１〜１４に基づいて説明する。
【００１５】
〔１〕第１メタリコン層組成の検討
図１は、本願発明の実施例によるフィルムコンデンサ（第２外部電極取付前）の断面図であり、誘電体フィルムＰＰＳ、ＰＥＴ、ＰＥＮ等にアルミニウムを蒸着した金属化フィルムの一対を重ねて巻回し、これに後巻用プラスチックフィルム３を巻回して、コンデンサ素子７を形成し、該コンデンサ素子７の両端面に各々、電極引出部として、第１メタリコン層４と、この上に形成した第２メタリコン層５とからなる第１外部電極９を構成する。なお、従来例は特開２０００−５８３６９号公報の実施例に開示された構成とした。
【００１６】
上記の第１メタリコン層４には、表１に示すように、（実施例１−１）アルミニウム４４％とケイ素６％と亜鉛５０％とからなる合金、（実施例１−２）亜鉛１００％の金属、（実施例１−３）亜鉛９５％とアルミニウム５％とからなる合金、（実施例１−４）銅６５％と亜鉛３５％とからなる合金（黄銅）を使用し、第２メタリコン層５はスズ８９％残亜鉛，銅とからなるものを使用した。上記の第１および第２メタリコン層からなる第１外部電極について耐電流性試験を行った結果を、（従来例）の第１メタリコン層４：アルミニウム８８％とケイ素１２％、第２メタリコン層５：スズ８９％残亜鉛、銅によるものと比較して〔表１〕に示す。この結果より、実施例１−１〜１−４は従来例と比べて耐電流特性が優れていることが分かる。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
〔２〕第２外部電極板状端子の窓部面積／メタリコン表面側の面積の検討
上記のコンデンサ素子７を、略同一幅の熱硬化性エポキシ樹脂プリプレグシートからなる熱硬化性樹脂シート６ａ上に略等間隔で並置し（図２）、該コンデンサ素子間に粘性比３程度の液状熱硬化性エポキシ樹脂８を配し（図３）、その上に上記熱硬化性エポキシ樹脂プリプレグシート６ａと同一のシート６ｂを配置し、加熱・加圧処理して硬化させて帯状の樹脂外装硬化物とした（図４）。
該帯状樹脂外装硬化物の両端面に各々電極引出部として、アルミニウム４４％とケイ素６％と亜鉛５０％とからなる第１メタリコン層４、およびスズ８９％残亜鉛、銅とからなる第２メタリコン層５で構成された第１外部電極９を設けた（図５）後、該帯状樹脂外装硬化物を粘度２３０ｃｐｓ程度で、かつ表面張力２５ｄｙｎｅ／ｃｍ２のエポキシ樹脂に真空含浸し、余剰のエポキシ樹脂を除去し、加熱硬化した後、第１外部電極面を切削研磨した。
なお、上記のエポキシ樹脂は、粘度が２５０ｃｐｓを超え、表面張力が３０ｄｙｎｅ／ｃｍ２を超えると、含浸性が低下し、吸湿を抑えられないため耐食性の面で問題がある。
上記処理を行った後、帯状樹脂外装硬化物のコンデンサ素子間の樹脂部分１０を切断した。
【００１９】
その後、上記の切削研磨した第１外部電極面に、図１０に示すＣ字状窓部１１ａを有し、側面が図１３のような台形状（上底なし）である第２電極の板状端子（Ｆｅ／Ｎｉ４２アロイ合金薄板、約０．１ｍｍｔ）を抵抗溶接により取り付けた（図９）。このとき、該板状端子の開口部面積とメタリコン表面側の面積との比を変えたものを〔表２〕の実施例１−１ａ〜１−１ｇとして、リフロー半田、および手半田付け時の放熱板となるようにし、その後、１６０℃で２時間熱処理して、フィルムを相互に固着させたフィルムコンデンサ１０個を作製した。
なお、上記の熱処理温度が１５０℃を下回ると、フィルム相互の固着が十分に行われず、吸湿しやすくなり、２００℃を超えると、製品特性が悪化するので好ましくない。
また、該コンデンサ素子７間に配する液状熱硬化性エポキシ樹脂８は、粘性比２〜７の範囲であれば寸法精度がよく、樹脂垂れも発生しない。粘性比２未満では樹脂垂れが発生し、粘性７を超えると寸法精度が低下し、外観不良になるおそれがある。
上記実施例１−１ａ〜１−１ｇのフィルムコンデンサにおける、手半田付前後のΔＣ／Ｃ、ｔａｎδ特性を、図２０の第２外部電極板状端子（窓部：２個の方形状）を取り付けた従来例１、および、図１８の凸部を設けた第２外部電極板状端子を取り付けた従来例２と比較した結果を〔表２〕に示す。
【００２０】
【表２】
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【００２１】
次に、上記実施例１−１ａ〜１−１ｇのフィルムコンデンサのリフロー前後のΔＣ／Ｃ、ｔａｎδ特性、絶縁抵抗、破壊電圧を、図２０の従来例１、および、図１８の従来例２と比較した結果を〔表３〕に示す。
【００２２】
【表３】
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【００２３】
〔表２〕、〔表３〕から明らかなように、実施例１−１ａ〜１−１ｇの第１外部電極５に、上記の第２外部電極１のＣ字状窓部を有する板状端子を取り付けたものは、従来例１の第２外部電極のように２個の方形状窓部を設けたもの、または従来例２のように凸部を設けたものと比べて、手半田付け、リフロー半田付けのいずれにおいても優れた半田耐熱性（放熱性）を示していることが分かる。
【００２４】
なお、ここで上記実施例による第２外部電極板状端子の開口部の面積と第１外部電極表面側の面積との比は０．０５〜０．３５が最適であり、０．０５未満では、半田付け時に発生するガスの逃げ道がなくなるので不適当であり、０．３５を超えると、板状端子の熱伝導が悪くなり、熱が分散され難くなって放熱性が低下し、特性が悪くなるので不適当である。
また、従来例２のように第２外部電極に凸部を設けたものも、半田付け時に発生するガスの逃げ道がなくなるので不適当である。
【００２５】
また、他の実施例として、実施例１−１〜１−４の第１外部電極と、図１１に示すコの字状、または図１２に示す４個の方形状（若しくは太鼓状）の窓部を有し、側面が台形状（上底なし、図１３）の第２外部電極とを組み合わせたもの、または、上記形状の窓部またはＣ字状窓部を有し、側面がレの字状の第２外部電極とを組み合わせたフィルムコンデンサでも、リフロー半田、および手半田付け時の特性において、〔表２〕、〔表３〕とほとんど同様の結果が得られた。
【００２６】
なお、上記実施例では、アルミニウム４４％とケイ素６％と亜鉛５０％とからなる第１メタリコン層４、およびスズ８９％残亜鉛、銅とからなる第２メタリコン層５で構成された第１外部電極９を設けたが、第１メタリコン層の組成を、アルミニウム４０〜５６％とケイ素４％以上と亜鉛４０％からなる合金、亜鉛９０％以上残アルミニウムからなる合金、銅６０〜７０％残亜鉛からなる合金、または、亜鉛単体のいずれかで構成し、第２メタリコン層をスズ８０％以上残亜鉛、銅で構成した場合であれば、いずれも上記と同様の効果を得ることができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によるチップ形フィルムコンデンサは、第２外部電極としてＣ字状、コの字状、または４個の方形状若しくは太鼓状の窓部を設け、その窓部面積とメタリコン表面側の面積との比が０．０５〜０．３５である板状端子を用いることにより、リフロー半田、手半田付け時に優れた放熱効果を発揮し、半田耐熱特性が改善され、また、第１外部電極が、第１メタリコン層と第２メタリコン層とからなり、第１メタリコン層が亜鉛を３０％以上含有しているため、内部電極のアルミニウムとの機械的、電気的接合に優れ、特に耐電流性能が優れている。
さらに、含浸性の良好なエポキシ樹脂をコンデンサ素子に含浸しているため、吸湿が抑えられ、耐食性が改善されるので、信頼性の高いフィルムコンデンサが安価に得られ、産業上の効果大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による、チップ形フィルムコンデンサ（第２外部電極取付前）の断面図である。
【図２】コンデンサ素子を熱硬化性樹脂シート上にほぼ等間隔に並置した状態の斜視図である。
【図３】図２のコンデンサ素子間に液状熱硬化性樹脂を充填した状態の斜視図である。
【図４】図３のコンデンサ素子、および液状熱硬化性樹脂上に熱硬化性樹脂シートを配置し、帯状の樹脂外装硬化物とした状態の斜視図である。
【図５】図４の帯状の樹脂外装硬化物に第１外部電極を設けた状態の斜視図である。
【図６】本発明の実施例によるコンデンサ完成品の平面図である。
【図７】本発明の実施例によるコンデンサ完成品の側面図である。
【図８】本発明の実施例によるコンデンサ完成品の正面図である。
【図９】本発明の実施例によるコンデンサ完成品の斜視図である。
【図１０】本発明の実施例による、第２外部電極の板状端子の正面図であり、窓部をＣ字状に形成したものである。
【図１１】本発明の他の実施例による、第２外部電極の板状端子の正面図であり、窓部をコの字状に形成したものである。
【図１２】本発明の他の実施例による、第２外部電極の板状端子の正面図であり、窓部を４個の方形状（太鼓状）に形成したものである。
【図１３】本発明の実施例による、第２外部電極の板状構造端子であり、側面を台形状（上底なし）に形成したものである。
【図１４】本発明の他の実施例による、第２外部電極の板状構造端子であり、側面をレの字状に形成したものである。
【図１５】従来例による、チップ形フィルムコンデンサ（第２外部電極取付前）の断面図である。
【図１６】従来例による、メタリコン層からなる第１外部電極と凸部を設けた板状端子の第２外部電極とを一体化接合し、熱硬化性樹脂シート上にほぼ等間隔に並置してコンデンサ素子間に液状熱硬化性樹脂を配した状態の斜視図である。
【図１７】図１６のコンデンサ素子および液状熱硬化性樹脂上に熱硬化性樹脂シートを配置し、加熱・加圧処理して、帯状の樹脂外装硬化物とした状態の斜視図である。
【図１８】図１７の樹脂外装硬化物から、コンデンサ素子間の樹脂部分を切断して、作製したチップ形フィルムコンデンサの斜視図である。
【図１９】他の従来例による第２外部電極の板状端子の正面図であり、窓部を２個の方形状に形成したものである。
【図２０】図１９の第２外部電極（窓部：２個の方形状）の板状端子をコンデンサ素子に取り付けた状態の正面図である。
【符号の説明】
１  蒸着金属
２  誘電体プラスチックフィルム
３  後巻用プラスチックフィルム
４  第１メタリコン層
５  第２メタリコン層
６ａ，６ｂ  熱硬化性樹脂シート
７  コンデンサ素子
８  熱硬化性樹脂
９  第１外部電極
１０  コンデンサ素子間の樹脂部分
１１  第２外部電極の板状端子
１１ａ  窓部（Ｃ字状）
１１ｂ  窓部（コの字状）
１１ｃ  窓部（方形状、太鼓状）
１１ｄ  窓部（方形状、太鼓状）
１２  凸部
１３  抵抗溶接部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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