(57)【要約】【課題】特定の金属化フィルムを用いることにより、チップサイズに構成可能とした超小型フィルムコンデンサを提供する。【解決手段】基材フィルムの片面に離型層を設け、離型層の上にパターン化した金属電極層を設け、金属電極層の上に接着剤層を設けた金属化フィルムであって、接着剤層が耐熱性樹脂である絶縁性樹脂層で、かつ、金属電極層の厚みが１００オングストローム以上で２０００オングストローム以下の金属化フィルムを用いてなるフィルムコンデンサ、又は、該金属化フィルムの離型層と金属電極層間に剥離層を設けた金属化フィルムを用いてなるフィルムコンデンサ。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材となるフィルムの片面に離型層を設け、離型層の上にパターン化した金属電極層を設け、該電極層の上に接着剤層を設けた金属化フィルムであって、金属電極層の厚みが１００オングストローム以上で且つ２０００オングストローム以下である金属化フィルムを用いたことを特徴とするフィルムコンデンサ。
【請求項２】
離型層と金属電極層間に剥離層が設けられている、請求項１に記載のフィルムコンデンサ。
【請求項３】
剥離層が、厚みが１００ｎｍ〜２０００ｎｍの耐熱性かつ絶縁性樹脂層からなる、請求項２に記載のフィルムコンデンサ。
【請求項４】
接着剤層が、厚みが５００ｎｍから２０００ｎｍの耐熱性かつ絶縁性樹脂層からなる請求項１〜４のいずれかに記載のフィルムコンデンサ。
【請求項５】
接着剤層および剥離層の少なくとも一方が、セラミック素材の微細粒子を重量比で５％以上もつ樹脂層からなる、請求項２または３に記載のフィルムコンデンサ。
【請求項６】
金属電極層のパターンが、電極が千鳥状に配置されたものからなる、請求項１〜５のいずれかに記載のフィルムコンデンサ。
【請求項７】
離型層が７０℃以上の温度で溶融する樹脂からなる、請求項１〜６のいずれかに記載のフィルムコンデンサ。
【請求項８】
基材となるフィルムがポリエステルフィルムからなる、請求項１〜７のいずれかに記載のフィルムコンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特定の金属化フィルムを用いてなるフィルムコンデンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、超小型電子部品はチップ部品と呼ばれ、面実装を施すために用いられ、電子機器の小型化に大きく貢献している。しかしながら、電子部品の中でも特にフィルムコンデンサにおいては、誘電体が樹脂フィルムのため面実装の際の熱に耐えることが難しく、又誘電体となる樹脂フィルムの薄膜化が困難なため、チップ型フィルムコンデンサの開発は進んでいない。
【０００３】
従来、チップ型フィルムコンデンサとしては、特許文献１に提案されているように、フィルムの片面又は両面に金属蒸着膜が形成され、片面に蒸着の場合はそれぞれを対に、また両面に蒸着の場合は絶縁フィルムと対にして重ねて円柱状に巻き、この円柱体をプレスによって成形した後、両端に電極引出し用のメタリコンを施してその上に電極端子板をつけたフィルムコンデンサや、あるいは特許文献２に提案されているように、２枚の蒸着フィルムを大きなドラムに巻き取って積層体を作成し、メタリコンを施した後に積層体を切り出し、含浸、樹脂塗布、電極メッキで半田付けが可能となるように端子付けたフィルムコンデンサが知られている。
【０００４】
しかしながら、上記のような方法では、供給される金属化フィルムの厚みや幅によってコンデンサの大きさが決定される。現在のコンデンサ用蒸着フィルムの厚さは、およそ１μｍ以上であり、フィルムの幅もおよそ２ｍｍが下限となっているため、チップ部品と呼べるサイズまで小型化することは困難である。更に、一般にコンデンサを形成する誘電体フィルムは耐熱性が乏しく、半田付けの熱によりコンデンサの容量変化、耐電圧低下を招くため、コンデンサの小型化を進めることが困難である。
【０００５】
近年では、これらの樹脂フィルムの材質が見直され、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルムやポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）フィルムなどの耐熱性が良好で薄膜化の容易なフィルム材料が用いられ、半田付け条件に制約はつくものの熱的負荷の改善はできつつある。しかし、コンデンサのサイズとしては、上述の理由から、到底チップ部品と呼びがたいものに止まっている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平３−７１６１３号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】
特開平１−１７３６１４号公報（特許請求の範囲）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の課題は、上述の問題に鑑み、特定の金属化フィルムを用いることにより、電子部品の小型化、特にフィルムコンデンサの小型化を図ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係るフィルムコンデンサは、基材となるフィルムの片面に離型層を設け、離型層の上にパターン化した金属電極層を設け、該電極層の上に接着剤層を設けた金属化フィルムであって、金属電極層の厚みが１００オングストローム以上で且つ２０００オングストローム以下である金属化フィルムを用いたことを特徴とするものからなる。
【０００９】
上記金属化フィルムにおいては、さらに、上記離型層と金属電極層間に剥離層が設けられている構成とすることもできる。剥離層としては、厚みが１００ｎｍ〜２０００ｎｍの耐熱性樹脂層からなることが好ましい。また、接着剤層は、厚みが５００ｎｍから２０００ｎｍの耐熱性かつ絶縁性樹脂層からなることが好ましく、さらに接着剤層および剥離層の少なくとも一方が、セラミック素材の微細粒子を重量比で５％以上もつ樹脂層からなることが好ましい。
【００１０】
金属電極層のパターンとしては、特に限定されず、作成するフィルムコンデンサにもよるが、たとえば後述の実施態様に示すような、電極が千鳥状に配置されたパターンを採用できる。このような電極が千鳥状に配置されたパターンは、特にチップサイズのコンデンサ等の電子部品の作成に好ましい。
【００１１】
離型層としては、７０℃以上の温度で溶融する樹脂からなるものが好ましい。また、基材となるフィルムとしては、耐熱性や機械特性等の面から、とくにポリエステルフィルムからなることが好ましい。
【００１２】
本発明に係るフィルムコンデンサは、上記のような金属化フィルムを用いて作成したものであり、とくにチップサイズの超小型の電子部品に構成することが可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明について、望ましい実施の形態とともに、図面を参照しながら詳細に説明する。
本発明に係るフィルムコンデンサに用いられる金属化フィルムの１つは、基材となるフィルムに離型層を設け、離型層の上にパターン化した金属電極層を設け、電極層の上に接着剤層を設けた金属化フィルムにおいて、接着剤層が耐熱性樹脂であり、厚みが５００ｎｍから２０００ｎｍの絶縁性樹脂層である金属化フィルムである。
【００１４】
本発明の金属化フィルムの２つ目は、基材となるフィルムに離型層を設け、離型層の上に剥離層を設け、剥離層の上にパターン化した金属電極層を設け、電極層の上に接着剤層を設けた金属化フィルムにおいて、接着剤層が耐熱性樹脂であり、厚みが５００ｎｍから２０００ｎｍの絶縁性樹脂層である金属化フィルムである。そして、本発明における電子部品は、上記いずれかの金属化フィルムを用いてなるフィルムコンデンサである。
【００１５】
以下、図面を用いて本発明の金属化フィルムを詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係るフィルムコンデンサに用いられる金属化フィルムとしてのコンデンサ用蒸着フィルムの断面図である。図１には、基材となるプラスチックフィルム（１）の片面に離型層（２）を設けて基材フィルムとなし、その離型層（２）上に金属膜（３）（金属電極層）を蒸着し、更にその上に誘電体樹脂（４）がコーティングされている金属化フィルムが例示されている。金属膜（３）はここではパターン化されている。
【００１６】
図２は、本発明の他の実施態様に係るフィルムコンデンサに用いられる金属化フィルムとしてのコンデンサ用蒸着フィルムの断面図であって、図１における離型層（２）と、その上に形成される金属膜（３）（金属電極層）の間に剥離層（５）の耐熱樹脂がコーティングされている金属化フィルムを示している。
【００１７】
本発明において用いられる基材フィルムを構成するプラスチックフィルム（１）は、特に限定するものではないが、ポリエステル、ポリフェニレンスルフィド、ポリイミド等からなるフィルムが好適である。このプラスチックフィルム（１）の厚さは、加工の難易性から好適には１２〜１５０μｍ程度であり、更に好ましくは１５〜５０μｍである。この基材フィルムの片面には、離型層（２）がコーティングやその他の常套手段により設けられている。
【００１８】
離型層（２）の材質は、通常シリコーン系の離型層やフッ素系の離型層が用いられるが、特に材質を限定するものではなく、離型層の上に金属を設けることが可能なものであればよい。この離型層（２）の厚さは、好ましくは０．０５〜０．５μｍ程度である。
【００１９】
また、基材フィルムの片面に離型層（２）を設け、その上にコーティング等の常套手段により剥離層（５）を設けてもよい。
【００２０】
剥離層（５）の材質は、耐熱性の樹脂であれば、特に材質を限定するものではないが、剥離層の上に金属を設けることが可能なことが必須要件である。この剥離層（５）の厚さは、好ましくは１００〜２０００ｎｍ程度である。
【００２１】
ここで作成された離型層（２）、剥離層（５）の一方又は両方は、セラミック系の絶縁物粒子を混ぜ合わせたものとしてもよい。
【００２２】
金属電極層を成す金属膜（３）の材質としては、通常電極として用いられる金属であれば特に限定されず、例えば、アルミニウム、亜鉛、金、銀、銅、ニッケル、クロム等の単一金属または合金が好適である。
【００２３】
金属膜（３）の厚さは、電子部品の許容電流によっても異なるが、例えばコンデンサ電極とする場合は、１００オングストローム以上が必要であり、また２０００オングストロームを超える厚みでは、金属箔厚みにコンデンサの大きさが左右されるため実用的ではない。
【００２４】
また金属膜の形成方法としては、金属膜の厚さが２００オングストローム程度であれば、たとえば、蒸発源が高周波加熱方式、ＥＢ方式、抵抗加熱方式等の一般的な蒸着法や、スパッタリング、イオンプレーティング等の蒸着も可能である。金属膜の厚さが１０００オングストロームを超えるような厚膜の場合は、この蒸着加工後に、電解メッキ法や無電解メッキ法で金属膜を厚膜化することも可能である。
【００２５】
なお、金属膜は最終的に電子部品の機能を満たすために、目的に応じたパターン化処理がされる。パターン化処理の方法については、フォトリソ法などの常套手段や他の公知の方法を用いればよい。
【００２６】
本発明では、電極となる金属膜（３）上に接着剤層となる絶縁樹脂層（４）が設けられる。絶縁樹脂層（４）は、印刷法やコーティング法などの常套の方法で形成できるが、好適にはコーティングで形成する。接着剤層となる絶縁樹脂層（４）の材質は、電子部品に使用可能な樹脂であれば特に限定されないが、半田付けする際のフロー、リフロー工程での受熱に耐える耐熱性樹脂であることが必要であり、且つ絶縁抵抗及び絶縁破壊電圧が高いポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリイミド、ポリアセタールなどのポリマー系樹脂や、メラミン樹脂、アクリル樹脂、あるいはポリ四フッ化エチレン等のフッ素系樹脂等、更にはこれらの変性樹脂が好適であり、中でも、ポリフェニレンスルフィドやポリイミドあるいはこれらの変性樹脂が好適である。また、この絶縁樹脂層（４）の厚さは、好ましくは５００〜２０００ｎｍ程度である。
【００２７】
【実施例】
実施例１
厚さ２５μｍのポリエステルフィルムの片面に、乾燥後の塗膜厚さが２００ｎｍになるようにグラビアコート法でポリエチレンワックスを塗布し、離型層付きの基材フィルムを作成した。この基材フィルムのポリエチレンワックスの上に、高周波加熱方式の蒸発源を持つ真空蒸着機で銅を１００ｎｍの厚さに蒸着し、その後蒸着金属膜をフォトリソ法にて蒸着金属部が、図３に示すように、多数の長方形（６ｍｍ×１．４ｍｍ）が千鳥状に配置されるように、エッチングを施した。このように離型層付きの基材フィルム（１０）上に多数の長方形状の蒸着金属からなる電極金属膜（３）が形成された蒸着フィルムの上に、更に絶縁性樹脂として、固形分２０％のシリコーン変性したポリイミド樹脂をシクロヘキサノンにて５％に希釈し、乾燥厚みが１μｍとなるように再びバーコート法でコーティングした。絶縁体樹脂であるシリコーン変性ポリイミド樹脂の乾燥は、温度を１４０℃で１分間行い、金属化フィルムを作成した。
【００２８】
実施例２
厚さ２５μｍのポリエステルフィルムの片面に、乾燥後の塗膜厚さが２００ｎｍになるようにグラビアコート法でポリエチレンワックスを塗布し、離型層付きの基材フィルムを作成した。この基材フィルムの離型層であるポリエチレンワックス層の上にアクリル−メラミンの混合樹脂溶液を乾燥後の塗膜厚さが５００ｎｍになるようにグラビアコート法で塗布し、乾燥した。更にこのアクリル−メラミンの混合樹脂層の上に高周波加熱方式の蒸発源を持つ真空蒸着機で銅を１００ｎｍの厚さに蒸着し、その後は実施例１と同じく絶縁樹脂を塗布、乾燥して金属化フィルムを得た。
【００２９】
実施例３
厚さ２５μｍのポリエステルフィルムの片面に、乾燥後の塗膜厚さが２００ｎｍになるようにグラビアコート法でシリコーン変成アクリル樹脂を塗布し、離型層付きの基材フィルムとし、この基材フィルムのシリコーン変性アクリル樹脂の上に、更にグラビアコート法で固形分２０％のビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）を主成分とする変性ポリイミド樹脂をシクロヘキサノンにて５％に希釈し、乾燥後の塗布厚さが２００ｎｍとなるように塗布した。変性ポリイミド樹脂の乾燥は、温度を１４０℃で１分間行い、その後更に１８０℃１分間のエージングを施した。この変性ポリイミドの上に高周波加熱方式の蒸発源を持つ真空蒸着機で銅を１００ｎｍの厚さに蒸着し、その後蒸着金属膜をフォトリソ法にて蒸着金属部が、図３に示すように、多数の長方形（６ｍｍ×１．４ｍｍ）が千鳥状に配置されるように、エッチングを施した。このように離型層付きの基材フィルム（１０）上に多数の長方形状の蒸着金属からなる電極金属膜（３）が形成された蒸着フィルムの上に、更に絶縁性樹脂として前述の変性ポリイミド樹脂を同様の方法で、乾燥厚みが５００ｎｍとなるように再びグラビアコート法でコーティングし、温度を１４０℃で１分間乾燥して、金属化フィルムを作成した。
【００３０】
比較例１
厚さ２５μｍのポリイミドフィルムに３μｍの電解銅箔を製膜した金属化フィルムの銅面をフォトリソ法にて実施例１と同じく蒸着金属部が多数の長方形（６ｍｍ×１．４ｍｍ）になるようにエッチングを施し、その後の絶縁層も実施例１と同じく作成することで、金属化フィルムを得た。
【００３１】
［外装フィルムの作成］
厚さ１２μｍのポリイミドフィルムに、固形分２０％のイソシアネート変性したポリイミド樹脂をシクロヘキサノンにて５％に希釈し、乾燥厚みが０．２μｍとなるように再びバーコート法でコーティングし、温度を１４０℃で１分間行って接着層を持つポリイミドフィルムを作成した。
【００３２】
［コンデンサの作成］
上記の外装フィルムと、実施例１、実施例２、比較例１で得られた金属化フィルムを同一寸法にシート状にカッティングし、図４に示すように外装フィルム（８）の接着剤層と金属化フィルム（７）の接着剤層を、図３に示した積層用の位置合わせマーク（６）を使用して重ね合わせ、温度１８０℃、圧力５ｋｇ／ｃｍ2 で１０秒間ヒートプレス板（９）で加熱プレスした。その後基材フィルムを剥がし、外装フィルムに電極層を転写させ、銅電極をもつポリイミドフィルムを作成した。この銅電極を持つポリイミドフィルムの電極層に再び金属化フィルムの接着剤面を電極層が重なるように重ね合わせ、温度１８０℃、圧力５ｋｇ／ｃｍ2 で１０秒間プレスした。その後基材フィルムを剥がした。こうして電極層と接着層が交互に１００層を重ね合わせたのち、最後に重ねた電極層に外装フィルムの接着剤層を重ね、同じく温度１８０℃、圧力５ｋｇ／ｃｍ2 で１０秒間プレスして積層体を得た。このようにして、図５に示すような積層体が得られ、得られた積層体を所定の切断線の沿って切断し、フィルムコンデンサを得た。
【００３３】
なお、ここまでの工程において実施例１、実施例２の金属化フィルムは何ら問題なく積層できた。しかし、比較例１で得られた金属化フィルムでは、外装フィルムと比較例１で得られた金属化フィルムの接着層を重ね合わせ上述の条件で加熱プレスを行ったが、基材フィルムを剥がす際に電極パターン層は一部しか転写させることができず、基材フィルム側にも多数の電極層が残った。
【００３４】
また、基材フィルムの剥離力も実施例１及び実施例２では２ｇ／１０ｍｍであったのに対し、比較例１では２００ｇ／１０ｍｍと桁違いに大きく、比較例１で得られた金属化フィルムでは結局所望の積層体が形成ができなかった。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る特定の金属化フィルムを用いたフィルムコンデンサによれば、とくに小型の電子部品を作成する際の、多数の薄膜の積層、剥離等の所定の製造操作を容易にかつ確実に行うことが可能になり、フィルムコンデンサを超小型化することが可能になる。したがって、この金属化フィルムを使用することにより、従来では得られなかったチップサイズのフィルムコンデンサの製造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるフィルムコンデンサ用金属化フィルムの構造を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態におけるフィルムコンデンサ用金属化フィルムの構造を示す断面図である。
【図３】実施例における金属電極層のパターンを示す平面図である。
【図４】フィルムコンデンサの作成における電極金属層を重ね合わせ、接着の様子を示した断面図である。
【図５】電極金属層を重ね、接着したフィルムコンデンサ素子の断面図である。
【符号の説明】
１  基材となるプラスチックフィルム
２  離型層
３  金属電極膜（金属電極層）
４  誘電体となる接着剤樹脂層
５  誘電体となる剥離層
６  積層用の位置合わせマーク
７  図１の構成を持つ金属化フィルム
８  接着剤付き外装フィルム
９  ヒートプレス板
１０  離型層を持つ基材フィルム
【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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