JPH0457310A - 金属化フィルムコンデンサの製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は金属化フィルムコンデンサの製造方法に関する
。

［従来の技術］ 金属化フィルムを巻回あるいは積層して金属化フィルム
コンデンサを得ることが知られている。

また、主に極薄の金属化フィルムを得るのに有効な手段
として支持体フィルムに剥離可能に金属化フィルムが積
層された支持体フィルム付き金属化フィルムから支持体
フィルムを剥離して得られた金属化フィルムを巻回、積
層することによってコンデンサを得ることか特開昭６０
−１６３４１９公報等によって知られている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、支持体フィルム付き金属化フィルムから支持体
フィルムを剥離して得られた金属化フィルムを巻回、積
層して得られたコンデンサは耐電圧不良や絶縁抵抗不良
が多発するという問題があった。これは、支持体フィル
ム付き金属化フィルムから得られる金属化フィルムは通
常極めて極薄のフィルムであるため金属化フィルム単体
で取り扱われる工程に於いてフィルムと接触する金属口
−ルの間やフィルムどうしのごくわずかな摩擦によって
絶縁欠陥（ピンホール）か発生しやすいこと、あるいは
剥離後の滑り性が不足することによって巻取る際などに
巻ずれ、シワなどが発生することなどが理由として考え
られる。

本発明は、上記の問題を解決し金属化フィルムと支持体
フィルムか剥離可能に積層された支持体フィルム付き金
属化フィルムから特性の良好なコンデンサを効率よく製
造することを可能とするコンデンサの製造方法を提供す
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記の課題を解決するため以下の構成としたも
のである。すなわち、プラスティックフィルムが支持体
フィルムの少なくとも片面に剥離可能に積層された支持
体フィルム付きプラスティックフィルムの、該プラステ
ィックフィルム面を金属化してなる支持体フィルム付き
金属化フィルムから支持体フィルムを剥離して得られる
金属化フィルムを巻回軸に巻回してコンデンサの容量発
生部分となる金属化フィルム巻回体を得たのち巻回型ま
たは積層型の金属化フィルムコンデンサを製造する方法
に於いて、巻回軸−Ｆで該支持体フィルム付き金属化フ
ィルムから支持体フィルムを剥離しながら巻回して金属
化フィルム巻回体を得ることを特徴とする金属化フィル
ムコンデンサの製造方法である。

本発明に於いて、プラスティックフィルム（以下、誘電
体フィルムと言うことがある）とは高分子樹脂組成物の
薄葉体のことを言い、ポリプロピレン、ポリエチレンテ
レフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニ
レンスルフィド、ボッエーテルエーテルケトンなどの結
晶性熱可塑性樹脂を主たる成分とする樹脂組成物を溶融
押出、二軸延伸、熱固定して得られる二軸延伸フィルム
であることが得られるコンデンサの特性の点から好まし
い。該フィルムの厚さは０．２μｍ以上１゜０μｍ以下
である時に本発明の効果が大きい。

本発明は、該プラスティックフィルムか支持体フィルム
の少なくとも片面に剥離可能に積層された支持体フィル
ム付きプラスティックフィルム（以下、積層フィルムと
言うことがある）を用いる。ここで、剥離可能とは誘電
体フィルムと支持体フィルムの間の剥離力が１０ｇ／ｃ
ｍ以下であることを言う。該剥離力は３．０ｇ／ｃｍ以
下であると、誘電体フィルムか実質的に損傷を受けず好
ましく、また０、３ｇ／ｃｍ以上であると、支持体フィ
ルム付で加工する際などに剥離してしまうトラブルを防
ぐ点で好ましい。また、支持体フィルムの厚さとしては
誘電体フィルムの厚さの２倍以上１０倍以下であること
が積層フィルム状態でのハンドリング性の点から好まし
い。

積層フィルムの誘電体フィルムの設けられた側の表面粗
さ（Ｒａ）が０．００５〜０．１５μｍであることがフ
ィルムの取り扱い性とコンデンサの特性の点から好まし
い。また積層フィルムの摩擦係数は誘電体フィルム側の
面とその裏面を重ね合わせた時の静摩擦係数が０．　４
〜１．５、動摩擦係数が０．３〜０．８であることがス
リット、蒸着などの加工適性とコンデンサ素子巻取性の
点から好ましい。

該支持体フィルムの材質としては誘電体フィルムの材質
、積層の方法などによりにより種々選択されるか、本発
明に用いる積層フィルムは、共押出、共延伸によって得
られるものであることが誘電体フィルムの厚みむらなと
の点で好ましく、支持体フィルムとしても結晶性の熱可
塑性樹脂組成物のフィルムであることが取り扱い性の点
て好ましい。好ましい誘電体フィルム材質と支持体フィ
ルム材質の組み合わせとしては、誘電体フィルム材質が
ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレー
トなどのポリエステルである場合は、支持体フィルム材
質としてはポリオレフィン、ボッアリーレンスルフィド
が好ましい。ポリオレフィンとしてはエチレン成分か１
〜６モル％共重合されたエチレン共重合ポリプロピレン
か好ましい。

ポリアリーレンスルフィドとしてはポリフェニレンスル
フィドか好ましい。これらのうち積層フィルムの取り扱
い性の点からポリフェニレンスルフィドが最も好ましい
。また、誘電体フィルム材質がポリフェニレンスルフィ
ドの場合は、支持体フィルム材質としてはポリエチレン
テレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどの溶融
温度が２６０°Ｃ以上のポリエステルであることが好ま
しい。

これらのうち積層フィルムのハンドリング性、ポリフェ
ニレンスルフィドとの共延伸性の点からポリエチレンテ
レフタレートが好ましい。

本発明に於いては、まず上記積層フィルムの誘電体フィ
ルム面を金属化する。ここで金属化とは蒸着、スパッタ
リング、メツキなどの方法によってフィルム上に金属薄
膜を形成することを言う。

これらのうち蒸着による方法が生産性、得られるコンデ
ンサの特性の点から好ましい。金属種としては、アルミ
ニウム、亜鉛、ニッケル、銅などが用いられるが、これ
らのうちアルミニウムが得られるコンデンサの特性の点
から好ましい。ただし、蒸着膜付着力等を向上するため
などの目的でニッケル、銅、金、銀などの他の金属が少
量含まれることは差し支えない。好ましい蒸着膜厚とし
てはコンデンサの耐湿性と耐電圧性の点から、フィルム
の金属化面の表面抵抗にして０．　５Ω以上１０Ω以下
、さらに好ましくは２．０Ω以上５．０Ω以下である。

このようにして得られる支持体フィルム付き金属化フィ
ルム（以下、金属化積層フィルムと言うことかある）は
、巻回される前あるいは巻回時にマージンと呼ばれるフ
ィルム長手方向に走る非金属化帯が設けられる。マージ
ン形成の方法としては、金属化工程で所望の位置をテー
プ、オイルなどでフィルムをマスクししておく方法やフ
ィルム全面を金属化したのちレーザービーム、放電など
を用いて蒸着膜を除去してマージンを設ける方法を採る
ことができる。これらのうち、レーザービームによる方
法がマージン精度の点て好ましい。

このあと金属化積層フィルムは左または右に非蒸着部分
が走るテープ状にスリットすることもてきる。この時、
フィルムの左または右端部が非蒸着部分になるようにス
リットすることもできるし、またフィルムの左または右
端部よりやや内側に非蒸着部分が走る、いわゆるインナ
ーマージン型にすることもできる。またこの段階では細
幅にスリットせずに幅方向に複数の容量発生部分を持つ
広幅の巻回体を得てから幅方向に分割する方法を採るこ
ともできる。

次に、上記金属化積層フィルムから剥離と素子巻が同時
に行なえるようにした装置を用いて、コンデンサの容量
発生部分となる金属化フィルム巻回体を製造する。ここ
で容量発生部分とは誘電体フィルムと内部電極となる金
属薄膜が交互に積層されたものを言う。

金属化積層フィルムが細幅（１本のフィルムが１本のマ
ージンに対応するもの）にスリットされている時は、左
および右にマージンを有する二枚のテープ状金属化積層
フィルムを、それぞれ非マージン端部がわずかに外側に
はみでるようにずらして重ねられて行くように巻回する
。巻回型コンデンサを得る場合には数ミリメートル程度
の小径の円柱状の、積層型コンデンサを得る場合には直
径数十センチメートル程度のホイール状の巻回軸に、あ
るいは数十センチメートル程度の長さを持つ平板状の巻
回軸に巻き取るのが一般的である。

また加熱押圧ロールなどで巻回中に予備成形することも
できる。この場合は、金属化フィルムの金属化面および
／または非金属化面に放電処理、コーティング、易接着
層形成などの方法で金属化フィルムどうしの接着性を向
上せしめることも好ましい。

また広幅のフィルム（１本のフィルムが２本以上のマー
ジンに対応する）を巻き取る、あるいは広幅のフィルム
を巻回直前にスリットして幅方向に複数のテープ状金属
化フィルムを一つの巻回軸に巻き取ることによってフィ
ルムの幅方向にわたって複数の素子を得る方法を採る場
合にも、２枚以上の片面金属化フィルムを重ねていく方
法を採ることができる。さらには、巻回される１ターン
毎にマージン位置が交互に移動した一枚の片面金属化フ
ィルムを巻回する方法もある。巻回軸の形状は前記同様
に円柱状のもの、ホイール状のもの、平板状のものなど
がある。これらの方法は積層型コンデンサを得る場合に
特に有効である。これらの方法に於いては巻回時のマー
ジン位置精度の間題からフィルム全面に蒸着した金属化
積層フィルムを巻回前または巻回時にレーザービームな
どによってマージンを設ける方法か好ましく用いられる
。またマージンは隣りあったコンデンサ素子が悪影響を
及ぼしあわないようにインナーマージン型のマージンが
好ましく用いられる。

本発明は、上記に示したような金属化フィルム巻回体製
造工程において、該金属化フィルム巻回体を得る際に巻
回軸上で金属化積層フィルムから支持体フィルムを剥離
することがポイントである。

ここで「巻回軸上で」剥離するとは、金属化積層フィル
ムから支持体フィルムを剥離する点が、金属化フィルム
が巻回される軸（上記例の巻回軸に相当する）上あるい
は巻回途中の金属化フィルム巻回体上にあることを言う
。本発明はこのような構成をとるため２枚の金属化フィ
ルムを重ね合わせてから巻回する工法は採用できず、−
枚ずつ巻回軸に巻き付ける方法が採用される。

支持体フィルムの剥離は、金属化積層フィルムの金属化
された誘電体フィルム面の反対の面から、自由に回転で
きる剥離ロールを巻回途中の金属化フィルム巻回体に支
持体フィルムを介して接触させて、該剥離ロールに支持
体フィルムのみを沿わせて支持体フィルムを引き剥すこ
とが好ましい。

この時、該剥離ロールを巻回体に対して誘電体フィルム
に実質的に損傷を与えない範囲の圧力で押圧することも
好ましい。

このようにして得られた金属化フィルム巻同体は、求め
るコンデンサの必要に応じて後工程か施される。この後
工程としては、次のような工程が挙げられる。

まず、金属化フィルム巻回体を巻回軸がらはずす前ある
いは後に加熱および／または加圧して成形しコンデンサ
素子またはコンデンサ母素子を得る。平板状の巻回軸は
、金属化フィルム巻回体を巻回軸からはずすことなく高
い精度でプレス可能な平行平板プレスができる点で好都
合である。また加熱押圧ロールなどで巻回中に予備成形
しておく方法を採れば、巻回軸から金属化フィルム巻回
体をはずしてもフィルムがばらけることがないので、や
はり平行平板プレスが可能である。幅方向に複数の容量
発生部分を持つ金属化フィルム巻同体の場合は、巻回軸
からはずされる前あるいは後に加熱および／または加圧
して成形し、幅方向に切断するなどして分割してコンデ
ンサ素子またはコンデンサ母素子を得る。また、幅方向
への分割を巻回後の切断によって行なう場合には、外部
電極を設けるべき切断面か比較的平滑であり外部電極と
内部電極（金属薄膜）との電気的、機械的な接続が脆弱
になる恐れがあるので、巻回前あるいは切断後に該切断
面に物理的、化学的な方法により外部電極の内部電極と
のコンタクトを強化する手段を講じることが好ましい。

このような技術としては、巻回前のフィルムに切断予定
線に沿って欠損部（空孔、凹みなど）を設けておき、切
断面が結果的に凹凸ができるようにする方法や、切断面
にプラズマエツチング、サンドブラストなどの方法で凹
凸を設ける方法、放電処理によって化学的に易接着化す
る方法などがある。得られたコンデンサ素子またはコン
デンサ母素子は金属溶射、導電性樹脂の塗布などの方法
で、内部電極となるフィルム上の金属薄膜と電気的に接
続された外部電極を設ける。コンデンサ母素子は、その
後最適容量を持つように個々の素子に切断してコンデン
サ素子とする。その後、求めるコンデンサの必要に応じ
て熱処理工程、真空下あるいは長時間の浸漬などによる
樹脂、ワックス等の含浸工程、リード線の取り付は工程
、樹脂モールド、樹脂の塗布、フィルム、シート貼付け
などによる外装工程を経てコンデンサを得る。

また誘電体フィルムかポリフェニレンスルフィドフィル
ムである場合には誘電体フィルムが高い耐熱性を有して
いるのでリード線を持たない、いわゆるチップコンデン
サとして用いることができる。この場合、外装はできる
だけ簡素な方法がコンデンサの小型化の点て好ましく、
素子切断面へのポリイミド、エポキシなどの高耐熱性樹
脂の塗布、ポリイミドフィルムなどの高耐熱性フィルム
の貼りつけなどが好適である。また、フィルム巻回後コ
ンデンサとなるまでのいずれかの段階、好ましくは外部
電極が設けられた後で２００’Ｃ以上２６５℃以下の温
度で１時間以上の熱処理を施すとコンデンサの特性が安
定化し好ましい。

［発明の効果コ 本発明の金属化フィルムコンデンサの製造方法によれば
、特に極薄の金属化フィルムを用いて金属化フィルムコ
ンデンサを製造する場合に耐電圧不良の発生が最小限に
抑えられ、その静電容量に対して超小型のコンデンサを
極めて効率良く製造することができる。

［特性の評価法コ 本発明に於ける各特性の評価法を以下に説明する。

（１）表面粗さ ＪＩＳ　　Ｒ−０６０１に準じて測定した。

（２）剥離力 積層フィルムの幅をＷ（ｃｍ）とした時、これから表層
フィルム層を剥離角１８０度で連続的に２００ｍｍ／ｍ
ｉｎの速度で剥離する時の、表層フィルムにかかる張力
を張力計で測定する。このときの張力をＴ　（ｇ）とし
たとき 剥離力（ｇ　／　ｃ　ｍ　）　＝　Ｔ　／　Ｗの式で求
めた。

（３）金属化フィルムの表面抵抗 厚手のゴムシートの上に、測定される金属化フィルムを
金属化面を上にして置き、この上に正方形の対向する２
辺をなすように該正方形の１辺の長さを持ち、長さの１
　、／　］、　０の幅を持つ底面が平滑に研磨された２
つの長方形のしんちゅう製の電極を置き、電極の上から
０　、　２　ｋｇ　、／　ｃｍ　２の圧力を加えつつ両
電極間の電気抵抗を測定する。この時、電極の大きさは
測定される蒸着フィルムの大きさによって適宜選ばれる
。

（４）コンデンサの耐電圧不良率 コンデンサの直流耐電圧を測定する。印加電圧昇圧速度
は１００Ｖ／ｓｅｃとし、フィルム厚みに対応して５０
Ｖ／μｍ以下の電圧で破壊したコンデンサ素子を耐電圧
不良素子と判定し、不良率（％）を算出した。

［実施例］ 以下、本発明を実施例を挙げて詳細に説明するが、本発
明はかかる実施例に限定されないことは言うまでもない
。

実施例１ （１）金属化積層フィルムの製造 直径５００ｍμの球状シリカをＱ、５ｗｔ％含み、３０
０°Ｃ９せん断速度２００　５ｅｃ−’下の溶融粘度が
４０００ポイズのポリフェニレンスルフィド、および固
有粘度が０．　７のポリエチレンテレフタレートを別々
のエクストルーダに供給し、溶融状態で口金上部にある
二重管型の積層装置で中央の層がポリエチレンテレフタ
レートになるよう導き、続いて設けられたＴダイ型口金
より吐出させ冷却回転ドラムで急冷し、実質的に非晶の
ポリフェニレンスルフィド／ポリエチレンテレフタレー
ト／ポリフェニレンスルフィドの三層積層シトを得た。

次いで、該積層シートを表面温度９０℃の複数の加熱ロ
ールに接触走行させ、加熱ロール群の次に設けられた周
速の異なる３０℃の冷却ロールとの間で長手方向に３．
７倍延伸した。この１軸延伸シートをテンターを用いて
長手と直交方向に１００°Ｃで３．５倍延伸し、続いて
２４５℃で１０秒間熱処理し、厚さ０．７μｍのポリフ
ェニレンスルフィドフィルムか、厚さ２．５μｍのポリ
エチレンテレフタレートフィルムの両面に積層された積
層フィルムを得た。この積層フィルムの剥離力は１．８
ｇ／ｃｍであった。また表面粗さＲａは０．０３μｍで
あった。

このようにして得た積層フィルムを連続巻取式真空蒸着
機にかけ、片面全面にアルミニウムを３５０オングスト
ロームの厚さて蒸着した。この金属化積層フィルムの表
面抵抗値は３．５Ωであった。

（２）コンデンサの製造 上記（１）で得た金属化積層フィルムを幅５０ｍｍにス
リットし、ＹＡＧレーザーを用いて走行する金属化積層
フィルムの金属化面に８本の非金属化帯（マージン）を
設け、マージン付金属化積層フィルムリールを得た。こ
のときマージン幅は平均０．１５ｍｍ、ピッチ（マージ
ン取りをする間隔）は平均４．０ｍｍとした。またレー
ザーによるフィルムの損傷によって発生するフィルム切
れを考慮して両側に１０ｍｍ以上の非マージン部分（耳
）が残るようにした。

次に、このマージン付金属化積層フィルムリール２本を
１組として図１に示した装置を用いて幅方向に８本の容
量発生部分を持つ金属化フィルム巻同体を得た。図１の
装置は、６００ｍｍφの巻回軸（ドラム）２と該巻回軸
の対向する位置に二つのフィルム巻出し装置を持ち、さ
らに１本のマージンにつき１本のテープ状金属化積層フ
ィルムを得るように設けられたスリット刃５と受は刃ロ
ール６を有するスリット装置と、巻回軸に巻き付けるタ
ッチロールと、支持体フィルムを剥離するための剥離ロ
ール８と、金属化誘電体フィルムを巻回途中の金属化フ
ィルム巻回体１上に加熱押圧する加熱押圧ロール７を、
二つのフィルム巻出し装置に対応してそれぞれ二つずつ
備え、かつこれらの各工程がこの順に連続して行なうこ
とができるようにした素子巻機である。この時、金属化
積層フィルム４は、金属化フィルムが設けられた面が金
属化フィルム巻回体の内側に巻取られるようにセットし
た。スリットする位置は各マージンの近傍（１つのリー
ルはマージンの右側、池のリールはマージンの左側）０
．２ｍｍの位置とした。

また、スリットされたテープ状金属化積層フィルムが非
マージン端部か０．２ｍｍはみだしながら交互に重ね合
わされるようにリール位置、スリット位置を調整した。

また、加熱押圧ロールの表面温度は２５００Ｃとした。

巻回軸で巻取る回転数（ターン）は１０００ターンとし
た。このようにして得られた金属化フィルム巻回体の円
周状の一点をカットし、さらにスリットされた位置に沿
って、はぐすように分割し金属化フィルムが２０００層
積層された８本の容量発生体（ロープ）を得た。

次に、ロープを３０ｃｍ長に切断し、その上下に幅４．
　２ｍｍ長さ３０ｃｍにカットした厚さ２５０μｍのポ
リフェニレンスルフィドフィルム（東し株式会社製“ト
レリナ”）を重ね合わせて、さらに上下から鉄角棒で挟
み、二本の鉄角棒をボルトで締め付けることによって平
均２０ｋｇ／ｃｍ２以上の圧力か加えられた状態で、金
属化フィルムが積層された容量発生部分の端面にアルミ
ニウムを主成分とする金属を、次いで銅を主成分とする
金属を順に溶融して吹き付けて外部電極を設けた。

次いで、このままの状態で熱風オーブンによって温度２
５０℃、１０時間の熱処理を行ない、鉄角棒をボルトを
緩めて外部電極が設けられたコンデンサ母素子を得た。

得られたコンデンサ母素子を長さ４．５ｍｍ間隔で切断
しコンデンサ素子を得、外部電極部分にハンダメツキを
施してチップコンデンサを得た。

この方法で１０００個のコンデンサを製造したところ、
平均静電容量は０．５５μＦ、容量ばらつき（個々のコ
ンデンサの静電容量標準偏差を平均静電容量で除し、％
で示したもの）は６％であった。また２５℃、１　ｋＨ
ｚに於ける誘電圧接（ｆａｎδ）は平均０．０６％、そ
のばらつき（上記と同様にして求めた）２８％であった
。耐電圧不良率は４％と低く、十分な実用性と生産性（
歩留まり）を備えたものであった。

比較例１ 実施例１で用いた図１に示す装置の剥離ロール８を取り
外し、巻出し装置の直後の位置に剥離ロールを付は替え
、巻出し装置とスリット装置の間で剥離するようにして
実施例１表同様にコンデンサ製造を試みた。しかし、剥
離後のフィルムにマージン取りをした際のレーザーによ
る誘電体フィルムの損傷によるき思われるシワが断続的
に発生し、またスリット時に巻回軸のターン数にして５
０〜３００ターンでフィルム切れか点発して１０００タ
ーンに渡って安定して巻取ることができなかった。

また、フィルム切れによってターン数か不足しているの
いくつかロープを積み重ねて金属化フィルムか１０００
層積層された状態にしてから実施例１と同様にしてチッ
プコンデンサを製造したが、容量ばらつきは２４％、誘
電正接ばらつきは５７％、さらに耐電圧不良率は４３％
と生産性も悪く、また劣悪な品質のコンデンサしか得ら
れなかった。

【図面の簡単な説明】

図１は本発明の金属化フィルムコンデンサの製造方法を
実施するための装置の一例を示したもので、実施例１．
に於いて用いた素子巻機の模式図である。 に巻回途中の金属化フィルム巻回体 ２：巻回軸 ３：巻出し軸 ４：金属化積層フィルム ５ニスリツト刃 ６：受刃ロール ７：加熱押圧ロール ８：剥離ロール ９：支持体フィルム １０：支持体フィルム巻取り軸 特許出願人　　東　し　株　式　会　社図１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）プラスティックフィルムが支持体フィルムの少な
   くとも片面に剥離可能に積層された支持体フィルム付き
   プラスティックフィルムの、該プラスティックフィルム
   面を金属化してなる支持体フィルム付き金属化フィルム
   から支持体フィルムを剥離して得られる金属化フィルム
   を巻回軸に巻回してコンデンサの容量発生部分となる金
   属化フィルム巻回体を得たのち巻回型または積層型の金
   属化フィルムコンデンサを製造する方法に於いて、巻回
   軸上で該支持体フィルム付き金属化フィルムから支持体
   フィルムを剥離しながら巻回して金属化フィルム巻回体
   を得ることを特徴とする金属化フィルムコンデンサの製
   造方法。