JPH03293709A - チップ型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】

この発明は、小型化、耐熱性が要求されるサーフェイス
マウント用などに用いられる、チップ型フィルムコンデ
ンサに関する。

【従来の技術】

フィルムコンデンサは、フィルム状に展延１．ｆ、−プ
ラスチックを誘電体として用い、この誘電体フィルムの
両面にメタライズ処理等により電極を形成し、巻回ある
いは層状に重ねてコンデンサ素子とし、前記電極をメタ
リコン処理等によって外部電極と電気的に接続し、さら
に樹脂外装等の外装手段を施して得られる。 近年、電子部品の実装は、プリント配線基板上の定めら
れた位置へ電子部品を載置し、リフローソルダー法、ウ
ェーブソルダー法あるいはデイツプソルダー法などの方
法により半田付けがなされる。いずれにしても、電子部
品はプリント配線基板に半田付けされる際に、２３０〜
２６０°Ｃ程度で数秒ないし数十秒程度高温度に曝され
ることになる。 このためチップ型の電子部品は半田耐熱性が不可欠の特
性として要求される。 また、電子機器の小型化のため、電子部品の実装密度は
より高度なものが求められ、プリント配線基板上に多数
の電子部品を載置する必要から電子部品も小型化が要求
されている。 フィルムコンデンサの誘電体としては、従来からポリエ
チレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイドなどの
樹脂フィルムが用いられている。しかしならがこのよう
な従来の材料は、融点が半田の溶融温度と同程度かそれ
以下である。 ポリエチレンテレフタレートモポリフェニレンサルファ
イドなどの熱可塑性樹脂フィルムは、比較的融点が高く
、耐熱を目的とした用途に向いてはいる。しかし、これ
ら材料を単体で用いた場合には、融点に達する前からフ
ィルムが軟化を始めるので、外装部材を十分に厚くして
熱の伝導を防止するなどの措置を施したにしても、許容
温度はせいぜい１５０°Ｃ止まりであり、他の電子部品
と同じ条件でサーフェイスマウント用として用いるのは
困難であった。 そこで最近では、融点が高く耐熱性のあるポリイミド樹
脂のフィルムが検討されている。この樹脂は融点が高く
耐熱性という点からは、誘電体材料としては好適なもの
であるが、材料自体の比誘電率が低かったり、機械的特
性等から加工が難しく、薄いフィルムに加工が困難で、
コンデンサとして小型化が図りにくい欠点があった。 このような欠点を改良するものとして、例えば特開平１
−２５３９０７号公報のように、誘電体層にポリケトン
サルファイドフィルムを用いたものが提案されている。 ポリケトンサルファイドは耐熱温度が高く、機械的強度
にも優れしかも比誘電率が高いことから、半田耐熱を有
する小型チップ型コンデンサが得られる。

【発明が解決しようとする課題】

ポリケトンサルファイドは、上述したようにチップ型コ
ンデンサの誘電体として優れた特性を有し、相当に薄い
フィルム系製造方法が可能であるるが、加工可能なフィ
ルム厚は２μｍ程度が限度であった。このため誘電体フ
ィルム厚をより薄くして電極を近接させてより高い静電
容量を得る目的には十分応しられなかった。 この発明は、従来のフィルムコンデンサのこの様な欠点
を改良したもので、より一層の小型化、大容量化が図れ
、かつ耐熱性を有するチップ型フィルムコンデンサを得
ることを目的としている。

【課題を解決するための手段】

この発明のチップ型フィルムコンデンサは、誘電体に、
溶融半田温度に対する耐熱性を有し、しかも小型化が図
れるポリケトンサルファイドと熱可塑性樹脂とのポリマ
ーアロイからなるフィルムを用い、このポリマーアロイ
フィルム両面に電極を形成して、巻回もしくは層状に重
ね合わせてコンデンサ素子を形成し、このコンデンサ素
子の電極とサーフェイスマウント用の外部端子とを電気
的に接続する手段を備えたもので、更に必要に応して外
装手段を施したものである。 さらにこの発明では、ポリケトンサルファイドとポリマ
ーアロイを形成する熱可塑性樹脂に、ポリフェニレンサ
ルファイドもしくはポリエチレンテレフタレートを選択
したことを特徴ともしている。

【作　　　用】

ポリマーアロイは、２種以上のポリマーを含んだ多成分
系の複合材料を意味する。ポリマーアロイとなる形態は
、ブロック共重合あるいはグラフト共重合などの共重合
体をなすもの、物理的なブレンドによるもの、化学的ブ
レンドによるもの、さらにはポリマーコンプレックスを
形成するものなどの形態をとる。いずれも配合された２
種以上のポリマーが各々の独自の特性を発揮するととも
に、各々の欠点を補完し合い特定の使用目的に対して優
れた特性を発揮することができる。 この発明で用いたポリケトンサルファイドは、グプラス
千ツクで、熱変形温度が３４０°Ｃないし３５０°Ｃ以
上でフィルム化が可能である。また引張強度等の機穢的
特性についても高いので、コンデンサ素子の巻き取り等
でフィルム切断や伸びなどが起きにくい。 またコンデンサとして重要な比誘電率について見ると、
従来からフィルムコンデンサに用いられてきた他の樹脂
、例えばポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテ
レフタレートなどの比誘電率は高くとも３程度であるの
に対し、ポリケトンサルファイドは、比誘電率が４もし
くはそれ以上の値が得られる。 しかしながら、ポリケトンサルファイドフィルムは薄膜
化が難しく、薄いフィルムが得られないのに対し、熱可
塑性樹脂である例えばポリフェニレンサルファイドやポ
リエチレンテレフタレートは、薄膜化が容易で特にポリ
エチレンテレフタレートは、１μｍ以下の極めて薄いフ
ィルムが得られる。 そこでこの発明では、ポリケトンサルファイドに、例え
ばポリフェニレンサルファイドやポリエチレンテレフタ
レートのごとき熱可塑性樹脂をブレンドして、ポリマー
アロイとしたものをフィルム化することで、耐熱性に優
れ、比誘電率が高く、かつ薄膜化されたコンデンサの誘
電体が得られる。 この場合、ポリマーアロイ化したフィルムは、ポリケト
ンサルファイド単体に比較して、耐熱性ならびに誘電率
において低下が見られるが、耐熱性については、溶融半
田への所定時間の浸漬による温度上昇に耐え得る範囲で
、かつフィルムの膜厚さの低減による静電容量増と比誘
電率の減少による静電容量減の双方の要因が相殺される
範囲でポリマーアロイの配合を決定すればよい。 好ましい配合割合は、使用材料の選択や要求される仕様
により異なるが、一方の材料の配合割合が著しく大きい
とその材料の専らの特性が強（出て、この発明の目的と
する効果が充分得られないので、好ましい配合比は双方
の材料が３：ｌ〜１：３の範囲であ−る。

【実　施　例］ 以下、この発明のチップ型フィルムコンデンサを実施例
に従って詳細に説明する。 第１図はこの発明の代表的なコンデンサ素子１の構造を
あられした分解斜図である。図において、帯状のポリケ
トンサルファイドと熱可塑性樹脂とからなるポリマーア
ロイフィルム２の一方の表面に、その−刃端に帯状の未
処理部分３を残して、亜鉛、アルミニウムなどの金属が
蒸着処理により、電極４として形成されている。 そしてこれらの処理がなされた二枚の帯状ポリマーアロ
イフィルム２を未処理部分３が反対方向に位置するよう
に重ね合わせて巻回してコンデンサ素子ｌが形成される
。このとき二枚の帯状ポリマーアロイフィルム２に各々
蒸着処理で形成された電極４はコンデンサ素子１の両側
の巻回端面に露出している。 第２図は、上記コンデンサ素子１を収納したこの発明の
チップ型フィルムコンデンサの外装状態をあられした断
面図で、コンデンサ素子１の両側の巻回端面に露出した
電極４は、メタリコン処理あるいは導電性接着側等の電
気的接続手段５によって、サーフェイスマウント可能な
板状の外部端子６の一方端に接続されている。 そしてコンデンサ素子１、電気的接続手段５および外部
端子６の一部が、耐熱性を有する熱硬化樹脂などからな
る外装材料によって外装７が施されている。なお外装７
の側面から突出した外部端子６は、外装７の側面から底
面に沿って略コ字状に折り曲げられており、プリント配
線基板上に載置した際、サーフェイスマウント可能なよ
うになっている。 なお、この実施例では、誘電体フィルム表面に蒸着処理
によって金属電極を形成したものを重ね合わせて巻回し
てコンデンサ素子を形成したが、この発明のコンデンサ
はこの構造に限定されるものではなく、巻回でなく積層
状に重ね合わせてもよい。また電極は誘電体フィルムと
箔状の金属電極とを重ね合わせてコンデンサ素子を形成
してもよい。コンデンサ素子と外部電極との接続につい
ても、メタリコン処理や導電樹脂を用いずに電極部から
リードを引出しこれを外部端子に溶接等の手段で接続す
るものであってもよい。また外部端子形状や外装方法に
ついても、サーフェイスマウントの目的に適合するもの
であれば、この実施例のものに限定されないことはいう
までもない。 次に、ポリマーアロイフィルムを作成してその特性を調
べるとともに、フィルム表面に電極を形成して評価用の
コンデンサを作成しその特性を比較した実験例を示す。 まずこの発明例として、ポリケトンサルファイド（ＰＫ
Ｓ）に、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）および
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を各々所定量ブ
レンドしたポリマーアロイから作成可能な薄膜フィルム
を作成した。また比較のため、ポリマーアロイを構成す
る樹脂単体のフィルムもあわせて作成して、各々の耐熱
性、薄膜形成の限界、誘電率について調べた。 この発明目的の一つである耐熱性については、求められ
る耐熱条件が、温度で２３０°Ｃないし２６０°Ｃ１時
間にして１０秒ないし３０秒である。そこでこれらの試
料を２６０°Ｃの溶融半田バス中に３０秒間浸漬して変
化を調べた。 また薄膜化については、ピンホール等の発生がなく、か
つコンデンサ素子の形成装置に要求される引っ張り強度
をもつフィルムの形成限度を調べたものである。また各
々の組成の比誘電率についても調べた。 この結果を第１表（ａ）、（ｂ）に示す。 １−上一表 （ａ）　　Ｐ　Ｐ　Ｓ　／　Ｐ　Ｋ　Ｓ　　ポリマーブ
レンド（ｂ） ＰＥＴ／ＰＫＳ ポリマーブレンド △ ＊１ ２１５秒では○、 ３０秒では×であった。 つぎにこれらのフィルムを誘電体に用い、このフィルム
の両面に、電極として厚さ約１０人のアルミニウム層を
真空蒸着して形成した。この電極面積は２　ｃｍ　Ｘ　
２　Ｃ１ｎ、すなわち４ｃＩＩＩの面積を持つ。そして
、蒸着電極表面に導電性接着剤を用いて金属リードを電
気的に接続し、平板状の評価用コンデンサを完成させた
。 これらのコンデンサの静電容量および損失を調べた結果
を第２表に示す。 （３０■のバイアス電圧を印加して測定）この結果から
れかるように、ポリケトンサルファイドフィルムを用い
たコンデンサは、比誘電率が高いものの、薄膜化が困難
なためポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサ
ルファイドなどの、比誘電率では劣るもが、より薄いフ
ィルム形成が可能なこれら熱可塑性樹脂フィルムで作成
されたコンデンサに比べて高い静電容量が得られない。 一方熱可塑性樹脂フィルムは、高い静電容量が得られる
ものの、チップ型コンデンサに不可欠な耐熱性に難ある
。 これに対し、この発明のポリマーアロイをフィルム材に
用いたコンデンサは、耐熱性と高静電容量の双方の条件
を満たすことができ、この発明の目的であるサーフェイ
スマウント可能なチップ型コンデンサとして適合してい
ることがわかる。 【発明の効果】 以上述べたように、この発明のチップ型フィルムコンデ
ンサは、 （１）　　ポリケトンサルファイドと熱可塑性樹脂との
ポリマーアロイフィルムの比誘電率は、他の耐熱樹脂フ
ィルムに比べて高く、このため単位体積あたりの静電容
量が大きくとれ、コンデンサを小型化できる。 （２）ポリケトンサルファイドと熱可塑性樹脂とのポリ
マーアロイフィルムは、ブレンドした熱可塑性樹脂が一
般に薄膜化が可能なので、１μｍ程度かそれ以下の極め
て薄いフィルムが形成でき、しかも引張強度等の機械的
特性にも優れるので、小型大容量のコンデンサ素子が製
造可能である。 （３）引張強度が高く、フィルムに張力をかけられるの
で、巻回型コンデンサ素子のように、フィルムに張力を
かけて巻回する際、素子が固くしかも安定して巻回でき
るので、電極の振動が防止でき電気的特性が安定する。 さらには巻回作業中のフィルム切断などの不都合もなく
、生産性が向上する。 （４）ポリケトンサルファイドと熱可塑性樹脂とのポリ
マーアロイフィルムは耐熱温度が高いので、プリント配
線基板に半田付けする際の溶融半田の高温に所定の時間
曝されても、誘電体のフィルムの劣化や変形がない。 などの効果があり、小型大容量でかつ耐熱特性が要求さ
れる、チップ型フィルムコンデンサとして好適なもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明のチップ型フィルムコンデンサの素
子構造をあられした分解斜視図。第２図は、第１図のコ
ンデンサ素子を使った、この発明のチップ型フィルムコ
ンデンサの完成状態をあられした断面図である。 １・・コンデンサ素子、２・・ポリマーアロイフィルム
、３・・未処理部分、４・・電極、５・・電気的接続手
段、６・・外部端子、７・・外装。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）誘電体層としてポリケトンサルファイドと、他の
   熱可塑性樹脂とからなるポリマーアロイフィルムを用い
   、このポリマーアロイフィルム両面に電極を配置して、
   巻回もしくは層状に重ね合わせて形成したコンデンサ素
   子と、サーフェイスマウント用外部端子と、このコンデ
   ンサ素子の電極とサーフェイスマウント用の外部端子と
   を電気的に接続する手段とを具備したことを特徴とする
   チップ型フィルムコンデンサ。
2. （２）熱可塑性樹脂にポリフェニレンサルファイド、ポ
   リエチレンテレフタレートのいずれかを用いたポリマー
   アロイであるところの請求項１記載のチップ型フィルム
   コンデンサ。