JPH01161817A - 耐熱フィルムコンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、金属化フィルムコンデンサ、箔巻フィルムコ
ンデンサに関するもので、特に耐熱性の高いフィルムを
用いた耐熱フィルムコンデンサに関する。

［従来の技術］ 近年、電子機器、電気機器の小型化が進み、プリント回
路基板においては、コンデンサ等部品の実装方法も高密
度化により片面実装だけでなく、両面とも実装されるに
至っている。この場合、コンデンサ等の部品を接着剤等
で仮止めし、ハンダ浴槽内に浸したりする方法で基板に
取付けるようになって来ている。

従って、コンテ・ンサなどの部品自体が直接ハンダ浴槽
の２６０℃もの高温にさらされることになり、殊に金属
化フィルムコンデンサ、箔巻フィルムコンデンサの場合
、高温に耐えるフィルムがないため、ハンダ浴槽内に浸
す部分はリード線だけにとどめる方法が主であった。

例えば、フィルムコンデンサの誘電体として通常使用さ
れるポリエステルフィルムの融点は２６０℃前後である
ため、部品実装時のハンダ溶融温度を２３０℃前後と低
目に設定しないと短時間浸漬でも、フィルムが熱により
軟化或いは変形し、コンデンサ素子の不良率が大きくな
ることがある。

最近、耐熱フィルムとしてポリフェニレンスルフィドフ
ィルムを金属化フィルムコンデンサに用いることが提案
（特開昭６２−１８３１０５号、同６２−２０３３１３
号各公報はか）されているが、それでも融点は２８５℃
であり、ポリエステルフィルムに比べて２５℃程度の余
裕しかなく、ハンダ浴槽の温度を低めに抑える必要があ
る。

ハンダ浴槽の温度を低めにすることは、ハンダの流動性
を悪化させ、作業性、ハンダ付けの確実性を犠牲にした
り、また実装後のコンデンサ素子にあっては、熱による
フィルムのふくれなどの変形が生じ、電気特性において
も静電容量の低下や端面のメタリコン部で接続不良が発
生するなどの実害がつきまとっていた。

最近の電子機器、電気機器は、部品のチップ化が相当進
んでおり、コンデンサ分野においても自動化、省力化の
進展によりチップ化は避けられない状況にあり、上記の
コンデンサの製造過程における高温のハンダ浴槽処理は
必須の工程として要請されている。

このためには、コンデンサの誘電体に使用するフィルム
自体の耐熱性の高いものが要求され、耐熱フィルムの出
現が待望されていた。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は、このような事情のもとで金属化フィル
ムコンデンサ、箔巻フィルムコンデンサの誘電体フィル
ムを耐熱性の高いものにして従来、高湿のチップハンダ
付けで心配されたフィルムの変形による不良発生を克服
して、コンデンサのチップハンダイ１けを可能にし、且
つ高温の耐用特性がきわめてずぐれた耐熱フィルムコン
デンサを提供することにある。

［問題点を解決するための手段１ 本発明は、金属化フィルムコンデンサ又は箔巻フィルム
コンデンサにおいて、コンデンサの１７１２体がポリエ
ーテルエーテルケトンフィルムからなることを特徴とす
る耐熱フィルムコンデンサである。

本発明に耐熱性フィルムとして用いるポリエーテルエー
テルケトンフィルム（以下ＰＥＥＫ〕゛イルムと略記）
の樹脂であるポリエーテルエーテルケトンは、下記の の構造に示すように、ベンゼン環をエーテルおよびカル
ボニル基でつないだ芳香族直鎖状高分子で、分子中の高
いベンゼン環含有率から耐放射線性、耐熱、耐熱水性、
難燃性にすぐれていることが知られている。

殊に耐熱温度が３５０〜３６０℃で、従来用られる熱可
塑性耐熱性樹脂の中でも最も高く、本発明はこの耐熱温
度の高い点に着目して、これを耐熱フィルムコンデンサ
の誘電体として用いることに成功したものである。

本発明において、Ｐ［Ｅにフィルムを誘電体として用い
るフィルムコンデンサは、金属化フィルムコンデンサ及
び箔巻フィルムコンデンサである。これらフィルムコン
デンサをプリント回路基板に実装するときは、コンデン
サ素子を基板に接着剤で仮止めし、温度２６０℃前後の
ハンダ浴槽に浸漬するが、従来の融点２５０℃程度のポ
リエステルフィルムではリード線のみの浸漬しかできな
かったのを、本発明では融点３５０〜３６０℃のＰＥＥ
にフィルムを用いることにより、必要にして十分なハン
ダ浴槽温度での確実なハンダ付けが可能になり、すぐれ
た電気特性を有する金属化フィルムコンデンサ及び箔巻
フィルムコンデンサを１ｑることができる。

更に、本発明は金属化フィルムコンデンサ又は箔巻フィ
ルムコンデンサの製造において、コンデンサの誘電体と
してポリエーテルエーテルケトンフィルム・を用いた場
合、前記のようにＰ　Ｅ　Ｅ　Ｋフィルムの融点が３５
０〜３６０℃あるので、コンデンサ素子のヒートプレス
の温度をハンダ浴槽の２６０℃はもちろん３００℃程度
まで上げることが可能である。

適正なヒートプレスの温度範囲は、コンデンサの電気特
性が安定して得られる範囲で設定される。

前記のようにコンデンサ素子をハンダ浴槽で高温に浸さ
れるときに生じるフィルムの変形によるトラブルを防止
するために、本発明ではＰＥＥＫフィルムを用いること
にしたが、この製造方法はＰＥＥにフィルムを用いるこ
とにより、コンデンサ素子製造時におけるヒートプレス
温度を実装工程で加わる温度に近い高温でヒートセット
を行なうようにしたものである。一般に１市にされてい
るポリプロピレン（ｐｐ）フィルムをベースとしたフィ
ルムコンデンサでは、１２０℃前後、またポリエステル
（ＰＥＴ）フィルムをベースとしたフィルムコンデンサ
では、１８０℃前後がヒートプレス温度の上限である。

これはフィルムの融点がＰＰフィルムは約１６０℃、Ｐ
Ｅ丁フィルムは約２６０℃であるためで、ハンダ浴槽の
温度２６０℃前後でヒートセットすることはフィルムの
性質上無理がある。

また、最近市販され始めたポリフェニレンスルフィド（
ＰＰＳ）フィルムでも融点が２８５℃であるので、事実
上２６０℃付近の温度でヒートプレスすることは難しい
。２６０℃付近の温度でヒートプレスすることを可能に
する条件は、少なくとも３００℃以上の融点を持つこと
が絶対的条件であり、ここに本発明においてＰＥＥにフ
ィルムを用いた意義がある。

因みに、ＰＩＥにフィルム（２軸延伸）の物性を第１表
に示し、従来一般に用いられるＰＥＴフィルムと比較し
て示すが、ＰＥＥにフィルムは融点が３５０℃あり、前
述の温度条件を充分満足することができ、工業的に安定
な品質の耐熱フィルムコンデンサを得ることができる。

また、Ｐ［ＥＫフィルムには無延伸フィルム、１軸延伸
フィルム、２軸延伸フィルムがあるが、２軸延伸フィル
ムは他のフィルムに比べて（イ）より薄いフィルムがで
きる。０厚簿の小さいフィルムができる。Ｖ〜強度、耐
圧が優れているなどの点でコンデンサ用誘電体として２
軸延伸したＰＥ［にフィルムの方が優れている。

本発明ではＰ［［にフィルムは、無延伸、１軸延伸、２
軸延伸とも使用できるが、上記の理由から２軸延伸フィ
ルムが好ましい。

第１表 ［実施例］ 次に実施例により図面を参照しながら本発明を更に詳細
に説明する。

第１図は本発明の金属化フィルムコンデンサの構成を示
す部分拡大横断面図である。

まず、厚さ３．７μｍの２軸延伸ＰＥＥにフィルム１の
片面に連続真空蒸着機で常法により金属アルミニウムを
蒸着して金属蒸着ｌＩ２を形成させ、片面金属化フィル
ム３を得、２０４１１幅に断さいした。このときのマー
ジン４の幅は１．５ｍ＋１金属蒸着膜抵抗値は、２．０
Ω／口であった。

第１図に示すようにＰＥＥにフィルムを誘電体とした片
面金属化フィルム３．３をマージン４．４が対向するよ
うに設定して巻回し、容量３μＦのコンデンサ素子を得
た。

比較のため厚さ３．８μｍのＰＥＴフィルムを実施例と
同様にして蒸着し、巻回して同容量のコンデンサ素子を
得た。それぞれについて、ＰＥＴフィルムで通常行われ
るヒートプレス条件の１５０℃とそれよりも高い１８０
℃、２００℃、２４０℃で行なった。

プレス圧力は３０に’Ｊ／ｃｉ、プレス時間は１０分間
とした。このようにして得られたヒートプレスされた素
子の端面に亜鉛粒子を溶融したメタリコンを行なってコ
ンデンサとしての耐熱評価を行なった。

耐熱評価は、上記で得た各素子試料を熱風循環式恒温槽
へ入れ、１８０〜２８０℃の各温度で１０分間放置した
後取出し、静電容量の変化を見た。その結果を第２図に
示す。

第２図によれば、１８０℃のヒートセットでもＰＥ［に
フィルムは、ＰＥＴフィルムよりも静電容量の変化率は
小さくなり優れている。ヒートプレス温度は、プリン］
・配線基板等に実装されるときのハンダ溶融温度に近づ
けることが熱によるフィルムの変形を小さくすることに
なるが、ＰＥＥにフィルムを使用することにより、ヒー
トプレス温度をハンダ溶融温度に近づけることができ、
従来得られなかった熱安定性の優れたコンデンサを得る
ことができた。

交流耐用試験 上記の静電容量変化率の測定に用いた金属化ＰＥＥにフ
ィルム及びＰＥＴフィルムの製造において、マージン幅
を２１ｍとした以外は全く同様にして、金属化ＰＥＥＫ
フィルム及び金属化ＰＥＴフィルムを得た。以後同様に
して巻回し、ヒートプレスの条件をＰＥＥにフィルムは
１８０℃、３０８ｙ／ａｉ、１０分間で行い、ＰＥＴフ
ィルムは１５０℃、３０に９／ａｉ、　１０分間で行な
った以外は全く同様にして金属化ＰＥＥにフィルム及び
金属化ＰＥＴフィルムの各コンデンサ素子を得た。

これらのコンデンサを１００℃及び１５０℃の雰囲気中
で６０Ｈｚ、　２００Ｖ＠連続印加し、破壊するまで行
なった結果を第３図、第４図に示す。

第３図によれば、１００℃の雰囲気でＰＥＴフィルムを
用いたものは、数時間で破壊するが、本発明のＰＥＥに
フィルムを用いたらのは、１０００時間連続印加しても
破壊しなかった１、また、第４図の１５０℃の雰囲気に
ａ３いてもｉ　ｏｏｏ時間経過しても破壊を生じなかっ
た。

本発明の耐熱フィルムコンデンサ のその他の構成例 上述の金属化フィルムコンデンサの構成のほかに、第５
図の例が挙げられる。

第５図は本発明のＰＥＥＫフィルム１の両面にアルミニ
ウムの金属蓋＠層２．２を設けた両面金属化フィルム５
と非蒸着ＰＥＥにフィルム６とを巻合せてコンデンサ素
子とした部分拡大横断面図を示す。

また、本発明の箔巻フィルムコンデンサの一例を第６図
に示す。第６図は非蒸着ＰＥＥＫフィルム６．６とアル
ミニウム箔７．７を交互に重ねて巻合せたコンデンサ素
子の部分拡大横断面図である。

以上図面で示した金属化フィルムコンデンサ、箔巻フィ
ルムコンデンサの構成は、−例を示したもので、従来知
られる誘電体と電極の組合せが応用でき、図示の例に限
定されるものではない。

先の第１図の金属化フィルムコンデンサの例を含めて、
各図に示したコンデンサ素子の構成は駐本的な概念図を
示したもので、実際には多層を積層するとか、多周巻回
して規定の静電容量を得る。

このあといずれもヒートプレスによりコンデンサ素子を
成形した後、端部に溶融した亜鉛やハンダなどの金属粒
子を吹付けるメタリコンを行ない、コンデンサ素子とす
ることは、前記実施例で説明したとおりである。

［発明の効果１ 本発明の耐熱フィルムコンデンサは、従来の金属化フィ
ルムコンデンサ、箔巻フィルムコンデンサでは、誘電体
に用いるフィルムの耐熱性に制約されて、充分なハンダ
浴槽の温度がとれず、確実なハンダ付けができなかった
り、フィルムの変形などによる静電容ｎの変化率不良発
生などの問題が起っていたのを、耐熱フィルムとしてポ
リエーテルエーテルケトンフィルムを用い、また、コン
デンサ素子の’ｌ造に際し、ヒートプレス温度を高くす
ることにより、充分なハンダ浴槽温度で確実なハンダ付
けを可能にし、しかもフィルムの変形などの問題をなく
し、従来の金属化フィルムコンデンサ、箔巻フィルムコ
ンデンサより高温雰囲気における耐用特性を大幅に改良
することができたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の金属化フィルムコンデンサの素子の概
念を示す部分拡大横断面図、第２図は本発明の実施例と
比較例の金属化フィルムコンデンサの加熱温度と静電容
量変化率の関係を示すグラフ、第３図は本発明の実施例
と比較例の金属化フィルムコンデンサの１００’Ｃ雰囲
気の交流耐用試験結果を示ずグラフ、第４図は同じり１
５０℃の交流耐用試験結果を示すグラフ、第５図は本発
明の金属化フィルムコンデンサの他の例を示す部分拡大
横断面図、第６図は本発明の箔巻フィルムコンデンサの
一例を示す部分拡大横断面図である。 １・・・ＰＥＥＫフィルム、２・・・金属蒸呑股、３・
・・片面金属化フィルム、４・・・マージン、５・・・
両面金属化）ィルム、６・・・非蒸着ＰＥＥＫフィルム
、７・・・アルミニウム箔。 特許出願人　　本州製紙株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　金属化フィルムコンデンサ又は箔巻フィルムコンデ
   ンサにおいて、コンデンサの誘電体がポリエーテルエー
   テルケトンフィルムからなることを特徴とする耐熱フィ
   ルムコンデンサ。 ２　ポリエーテルエーテルケトンフィルムが無延伸フィ
   ルムである特許請求の範囲第１項記載の耐熱フィルムコ
   ンデンサ。 ３　ポリエーテルエーテルケトンフィルムが１軸延伸フ
   ィルムである特許請求の範囲第１項記載の耐熱フィルム
   コンデンサ。 ４　ポリエーテルエーテルケトンフィルムが２軸延伸フ
   ィルムである特許請求の範囲第１項記載の耐熱フィルム
   コンデンサ。