JPH02170513A - チップフィルムコンデンサおよびその製造方法 - Google Patents

チップフィルムコンデンサおよびその製造方法

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JPH02170513A
JPH02170513A JP63326628A JP32662888A JPH02170513A JP H02170513 A JPH02170513 A JP H02170513A JP 63326628 A JP63326628 A JP 63326628A JP 32662888 A JP32662888 A JP 32662888A JP H02170513 A JPH02170513 A JP H02170513A
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和男 岩岡
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飯島 康男
Minoru Kikuchi
稔 菊地
Shinsuke Itoi
真介 糸井
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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、通信機器、電気機器等に用いられるフィルム
コンデンサに関するものである。
従来の技術 近年のエレクトロニクス技術の進歩は著しく、エレクト
ロニクス機器の小型化、軽量化、高密度実装化、高信頼
性化にあわせて、それらに使われる抵抗器、コンデンサ
、コイル等の受動部品も小型化、軽量化と共に高密度実
装化技術の進歩を背景にこれらの受動部品のチップ化が
要望されてきた。しかも品種の高信頼性化が進んでいる
。従来、チップ化されたコンデンサとしては、チップセ
ラミックコンデンサ、チップアルミ電解コンデンサ等と
共にチップフィルムコンデンサが知うれている。ポリプ
ロピレン(pp)フィルムやポリエチレンテレフタレー
1−(Pi!:T)フィルムsを誘を体として用いたフ
ィルムコンデンサは、小型で周波数特性が優れているこ
とが知られている。また、ポリフェニレンサルファイド
(pps)フィルム。
ポリイミド(PI)フィルム等の温度特性に優れたフィ
ルムを用いて、耐ノ・ンダ浸漬特性の優れたフィルムコ
ンデンサを得ることが知られている。
これらのフィルムコンデンサを作るだめの金属化フィル
ムを得る方法としては、10−’(torr )程度に
減圧された真空層内で、誘導加熱等の方法でアルミニウ
ム(ムe)や、亜鉛(Zn)、銅(Cu )。
錫(Sn)等の金属を加熱蒸発させてフィルム表面に蒸
着することが従来から知られている。
発明が解決しようとする課題 PPSフィルムを誘電体としたフィルムコンデンサは、
周波数特性等の電気特性に優れると共に、耐熱性にも優
れた特性を示すフィルムコンデンサとして知られている
近年、エレクトロニクス機器の小型化、軽量化。
高密度実装化、高信頼性化にあわせて、回路の小型、軽
量化や受動部品の高密度実装、実装速度・効率の向上の
ためにこれらのチップ化が進んでいる。同時に周波数特
性等の電気特性の優れたフィルムコンデンサも小型化、
チップ化が進んでいる。
チップ化されたフィルムコンデンサは回路に接続するた
めに回路基板と共にノ・ンダ浴中に浸される。
従ってチップ化されたフィルムコンデンサもノ・ンダの
溶解温度までの高温に上昇するためハンダ浴中下の高温
での、静電容量変化、絶縁抵抗変化等に対する信頼性の
確保や、エレクトロニクス機器の使用条件下での耐温度
、耐湿度、耐腐食性ガス等の条件下で、コンデンサとし
ての特性を維持しなければならない。従来より知られて
いるPPやPICTフィルムを誘電体に使用したフィル
ムコンデンサは、耐温度、耐湿度等の耐候性は優れてい
るが、ハンダ浴中下の高温での信頼性が確保できなかっ
た。一方ハンダ浴中下の高温での信頼性に優れた特性を
示すポリフェニレンサルファイド(pps)フィルムを
誘電体としたフィルムコンデ/すはさらに長時間の高温
度、高湿度条件下での高信頼性が要求されている。
本発明は、フィルムコンデンサをチップ化した場合の、
長時間の耐候性、また、ハンダ浴中下の高温での信頼性
の両方の特性を備えたフィルムコンデンサおよびその製
造方法を提供するものである。
課題を解決するための手段 本発明は、これらの目的を達成するために、誘電体にポ
リフェニレンサルファイド(pps)フィルムを使用し
、このPPSフィルム表面にアルミニウム薄膜層で形成
した金属化フィルムを巻回、もしくは積層したフィルム
コンデンサであって、アルミニウム薄膜層の膜厚tが、
約300〜1o○0(支)で、表面抵抗値Rが、約1.
5X10’÷t(A)(Ω/口)である金属化フィルム
を用いた構成となっており、また、電極となるアルミニ
ウム薄膜層の形成に際しては、電子ビーム加熱、連続巻
取式真空蒸着方法を用いると共に、アルミニウム薄膜層
形成中にアルミニウムが蒸着されるPPSフィルムの表
面近傍に酸素を供給したものである。
作用 本発明は上記した構成方法により、チップ化されたフィ
ルムコンデンサのノ\ンダ浴中での優れた耐熱性と、電
気特性を得ると共に、合わせて、長時間の高温度、高湿
度条件下での高信頼性を得ることができる。
実施例 以下本発明の実施例について図面を参照しながら説明す
る。
第1図に本発明の一実施例の金属化フィルムコンデンサ
の電極であるアルミニウム(人e)薄膜層の形成に用い
る連続巻取式の真空蒸着機を示す。
真空室1は仕切り板4により、フィルム6の巻出のだめ
の巻出ロール5、巻取のための巻取ロール11を設置し
た上室20とアルミニウム(A5)16を加熱、蒸着す
るだめの蒸着室である下室21に分離されている。
フィルム6は、幅30o(朋)、厚さ2(μm)、長さ
3000(m)のポリフェニレンサルファイド(pps
)フィルムを使用している。PPSフィルムは、耐熱性
、耐薬品性に優れると共に、温度1周波数の変化に対す
る安定した誘電率を持ち。
誘電正接は誘電率の割に極小で、体積固有抵抗も高い等
、フィルムコンデンサの誘電体としては優れた特性を持
つフィルムである。
排気管2により10−5(torr )以下に減圧され
た上室2o内の巻出ロール5より100m/分で出たフ
ィルム6はフリーローラ7を経て、内部が6°Cの水に
より冷却されているクーリングキャン8の外周に添って
クーリングキャン8と同期して走行(矢印の方向に走行
)した後、フリーローラ9を経て巻取ローラ11に巻取
られる。10はアルミニウム蒸着されたフィルムである
。蒸ノγ1′は排気管3により 10−’ (torr
 )以下に減圧された下室2で行う。クーリングキャン
8の下方に通常は閉まっている蒸発原子を遮藪するだめ
のンヤッター12がある。さらにシャッター12の下方
には、アルミナ(ムrhos )ルツボ16内に純度9
9.99%のアルミニウム16を入れ、電子銃13よシ
放出される電子ビーム14をアルミニウム16に照射し
て、アルミニウム16を加熱溶解させ、アルミニウム原
子1了を蒸発させる。蒸着はアルミニウム原子17を蒸
発させながらシャッター12を開はクーリングキャン8
と同期して走行しているフィルム6の表面に500(支
)のアルミニウム薄膜層を連続して260o(m)蒸着
した。
アルミニウム薄膜層の層厚はアルミニウムの蒸発量とフ
ィルムの走行速度を制御することで任意に変えられるが
、フィルムコンデンサの特徴である自己回復機能(5e
lf healingaction)を考慮した場合、
最大膜厚は1000(ト)、また、電極としてのアルミ
ニウム薄膜層の表面抵抗を考慮した場合、最低300(
A>とすることが適当であった。
さらに、アルミニウムの蒸着中にノズル18よシ酸素ガ
ス(02)19をフィルムに向けて0.3((1/分)
供給した。酸素ガス19の供給は、蒸着レートにあわせ
て一定になるようにした。
本実施例ではアルミニウム薄膜層の膜厚を一定にしてフ
ィルム6.1oの走行速度を変えたときに酸素ガス19
の量を変えた。酸素ガス19の量は蒸着レート、排気系
能力、電極となるアルミニウム薄膜層の表面抵抗から上
限を1.o(6/分)とした。アルミニウムの蒸着中に
酸素ガスを供給することによりアルミニウムの一部を酸
化アルミニウム(人hos )にする。
特に本実施例の如く電子ビーム加熱の場合、供給した酸
素ガスは電子ビーム照射によシイオン化されてアルミニ
ウム原子と強く結合して安定した酸化アルミニウムを形
成する。このように一部が酸化アルミニウムを含んだア
ルミニウム薄膜層は高温、高湿に対する耐候性に優れた
アルミニウム薄膜層を得ることができる。アルミニウム
の蒸着中に酸素ガスを供給することでアルミニウム薄膜
層の表面抵抗値が増加するが、蒸着膜厚、酸素ガス供給
量の制御によシ表面抵抗値が決められる。
尚、蒸着中のアルミニウム蒸着膜厚の測定は図示されて
いない透過率計で行った。酸素ガス19をo、s(g/
分)供給しながら形成した500(支)のアルミニウム
薄膜層の表面抵抗は、四端子法による測定で3.1(Ω
/口)であった。
第2図aにPPSフィルム3oにアルミニウム薄膜層3
1を形成した概略図を示す。幅30GlのPPSフィル
ム30上にアルミニウム薄膜層31を幅方向に幅1oW
N、次にアルミニウム薄膜層を形成しない部分であるマ
ージン32を幅1.0ffjfで設はアルミニウム薄膜
層31とマージン32を交互に全幅、又、長手方向は2
500mの長さにアルミニウム薄膜層31、マージン3
2を形成した。
マージン32の形成はアルミニウムの真空蒸着中に通常
のオイル蒸気噴射法による方法で得た。第2図すは第2
Naの同人の拡大図である。
このようにしてPPSフィルム上に、アルミニウム薄膜
層とマージンを形成した金属化ppsフィルム2枚を、
互いのマージンがアルミニウム薄膜層の中央になるよう
に、また、アルミニウム薄膜、萱とポリフェニレンサル
ファイド(pps)が接するようにして積層し、圧縮、
加圧した後、各マージン部の中央を切断し、この切断部
分にメタリコンをした後、再び長手方向で切断をした。
第3図にコンデンサの断面概略図を示す。第3図におい
て、コンデンサ4oは、誘電体である幅6Hのポリフェ
ニレンサルファイド41とポリフェニレンサルファイド
41の表面に形成された電極となる幅5朋のアルミニウ
ム薄膜層42を積層した構造であり、アルミニウム薄膜
層のない幅o、smのマージン43は左右の端に、各々
交互に1枚おきに設けてあシ、左右のポリフェニレンサ
ルファイド41、及びアルミニウム薄膜層42の断面に
電極の外部引き出し用のメタリコンがしである。尚、前
後の長さは3Mであシ前後の断面は耐熱樹脂により絶縁
をしである。
表−1に本発明の実施例によるアルミニウム薄膜層電極
のポリフェニレンサルファイドを誘電体に使用したチッ
プフィルムコンデンサと、通常の真空蒸着によるアルミ
ニウム薄膜層電極のポリフェニレンサルファイドを誘電
体に使用したチップフィルムコンデンサの例を示す。静
電容量は、金属化フィルムの積層数によって任意に変化
させることができるが、本実施例では1onFとした。
このようにして作られた各10 nFのチップフィルム
コンデンサの信頼性試験を行った。
尚、各信頼性試験における電気特性の試験条件は以下の
条件で行った。
温度: 26 (’C) 湿度:eo(%) 容量測定:1(K14)・ 自動キャパシタンスブリッ
ジ (1)ハンダ浴中20秒間浸漬テスト 実施例1、比較例2,3とも容量変化 ΔC/C1誘電正接tanδの変化は極めて小さかった
(2)耐候性試験 条件  温度:60(’C) 湿度:90(チ) 印加電圧:D、C25(V) 第4図aに耐候性試験に対する容量変化Δa7aを示す
。比較例3ではSOO時間で約4%の容量減少、比較例
2では2係の容量減少となるのに対し、本実施例1では
1000時間後でも容量の変化はほとんど無かった。
第4図すに耐候性試験に対する誘電正接tanδを示す
。初期値0.06%に対し、比較例2及び3では500
時間後に約0.5%となるが、本実施例1では1000
時間後でも0.1%であった。
尚、本実施例において、形状9寸法、静電容量等は本実
施例のみに限定されるものではない。
発明の効果 以上のように誘電体にポリフェニレンサルファイドフィ
ルムを使い、電極となるアルミニウム薄膜層の形成条件
を本発明の如くすることにより、(1)  フィルムコ
ンデンサの持つ優れた電気特性と、ハンダ浴中浸漬にも
耐え得る高い耐熱性の両者を兼ね備えたチップフィルム
コンデンサとなる。
(2)高温、高湿での長時間耐候性において電気特性の
劣化がほとんど無く、高い信頼性のチップフィルムコン
デンサとなる。
(3)優れた電気特性、高い耐熱性、優れた耐候性等の
高い信頼性を兼ね備え、尚かつ小型軽量のチップフィル
ムコンデンサを提供することができる。
(4)  フィルム表面への本発明アルミニウムによる
電極の形成は、生産性が犬であシ、従ってコストの低減
が図れ、安価なチップフィルムコンデンサを提供できる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例におけるフィルムコンデンサ
を製造するだめのアルミニウム薄膜層形成に用いる連続
巻取式真空蒸着機の概略図、第2図はPPSフィルム表
面にマージン部を残してアルミニウム薄膜層を形成した
金属化フィルムの概略図、第3図はチップフィルムコン
デンサの[[断面図、第4図は耐候特性等を示す特性図
である。 1・・・・・・真空室、6・・・・・・フィルム、13
・・・・・・電子銃、14・・・・・・電子ビーム、1
6・・・・・・アルミニウム、17・・・・・・アルミ
ニウム原子、18・・・・・・ノズル、19・・・・・
酸素ガス、20・・・・・・上室、21・・・・・・下
室。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ほか1基筒 
1 図 第 図 第 図 (−臭T蔓 C−m−フイルム 13−4多4疋。 14、−一′を手と−4 C−−−7〕Lミこウヘ 17−−−アlLミニワ4ノ頁矢 ずg−−ノス゛ル 行間(hr) 時開(hr)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)誘電体としてポリフェニレンサルファイドフィル
    ムを用い、このポリフェニレンサルファイドフィルム表
    面にアルミニウム薄膜層を形成した金属化フィルムを巻
    回、もしくは積層して成るフィルムコンデンサであって
    、前記アルミニウム薄膜層の膜厚tが約300(Å)〜
    1000(Å)で、表面抵抗値Rが、約1.5×10^
    3÷t(l/□)(t:(Å))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。
  2. (2)請求項1のフィルムコンデンサのアルミニウム薄
    膜層を形成するに際し、ポリフェニレンサルファイドフ
    ィルムを真空槽内に設けられた走行系に添って連続走行
    させながら、電子ビームにより加熱、蒸発したアルミニ
    ウムを前記ポリフェニレンサルファイドフィルムの表面
    に蒸着し、アルミニウム薄膜層を形成することを特徴と
    するフィルムコンデンサの製造方法。
  3. (3)ポリフェニレンサルファイドフィルムにアルミニ
    ウムを真空蒸着中に蒸着雰囲気ガスとして、蒸着室に酸
    素ガスを供給することを特徴とする請求項2記載のフィ
    ルムコンデンサの製造方法。
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