JPH0577323B2 - - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/005—Electrodes
- H01G4/008—Selection of materials
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Description
［産業上の利用分野］
本発明は、プラスチツクフイルムコンデンサに
関するものである。 ［従来の技術］ ポリフエニレンスルフイドフイルムを誘電体に
用いた耐熱性、周波数特性、温度特性等に優れた
コンデンサが、特開昭57−187327等によつて提案
されている。 しかし、アルミニウム薄膜を電極としたポリフ
エニレンスルフイドフイルムコンデンサに於いて
は、耐湿ライフが短いという欠点、すなわち高温
高湿環境下では電極の消失が早々に起こり、静電
容量の低下、および誘電損失の大幅な上昇を招く
という欠点を有していた。これに対し、特開昭62
−203315に於いて誘電体フイルムの表面粗度を選
ぶ、或いは特開昭62−226612に於いて誘電体フイ
ルムの濡れ張力を選ぶことによつて誘電体フイル
ムと電極薄膜との密着力を確保し、耐湿ライフを
改善することが提案されている。 ［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記のいずれの方法によつてもその効
果は不十分で、特に外装などによつて外部からの
湿気の侵入を防ごうとしても、その効果がないと
いう、アルミニウム金属化ポリフエニレンスルフ
イドフイルムコンデンサに特有の欠点があつた。
誘電体フイルムと電極薄膜との密着力をより高め
たもの、或いは巻回もしくは積層された金属化フ
イルム間の密着力を高めたものでも十分な耐湿ラ
イフは得られなかつた。 本発明の目的は、従来のアルミニウム金属化ポ
リフエニレンスルフイドフイルムコンデンサの上
記の欠点を解消し、十分な耐湿ライフを持つコン
デンサを提供することにある。 ［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記の目的を達成するため、以下の
構成を有する。 (1) ポリフエニレンスルフイドフイルムを主たる
誘電体とし、かつアルミニウム薄膜を電極とす
るコンデンサに於いて、該アルミニウム薄膜表
面の含硫黄成分の付着量が、該表表面を軟Ｘ線
光電子分光法によつて測定したアルミニウム原
子数に対する硫黄原子数の組成比Ｓ／Alで示
して、0.14以下であることを特徴とするコンデ
ンサ。 (2) ポリフエニレンスルフイドフイルムを主たる
誘電体とし、かつアルミニウム薄膜を電極とす
るコンデンサに於いて、該アルミニウム薄膜表
面の含塩素成分の付着量が、該表面を軟Ｘ線光
電子分光法によつて測定したアルミニウム原子
数に対する塩素原子数の組成比Cl／Alで示し
て、0.013以下であることを特徴とするコンデ
ンサ。 (3) ポリフエニレンスルフイドフイルムを主たる
誘電体とし、アルミニウム薄膜を電極とするコ
ンデンサに於いて、該アルミニウム薄膜表面の
含硫黄成分および含塩素成分の付着量が、該表
面を軟Ｘ線光電子分光法によつて測定したアル
ミニウム原子数に対する硫黄原子数および塩素
原子数の組成比Ｓ／AlおよびCl／Alで示して、
0.14以下および0.013以下であることを特徴と
するコンデンサ。 本発明に於いて、ポリフエニレンスルフイドフ
イルム（以下PPSフイルムと略称することがあ
る）とは、ポリ−ｐ−フエニレンスルフイドを主
成分とする樹脂組成物の二軸配向フイルムであ
る。該フイルムの厚さは、0.2μm〜25μmの範囲
が好ましい。該フイルムの平均表面粗さRaは、
フイルムの取り扱い作業性、コンデンサ素子の成
形性、及びアルミニウム薄膜との密着性の点から
0.02μm〜0.15μmであることが好ましい。 ここで、ポリ−ｐ−フエニレンスルフイドを主
成分とする樹脂組成物（以下PPS樹脂組成物と略
称することがある）とは、ポリ−ｐ−フエニレン
スルフイドを70重量％以上含む組成物をいう。ポ
リ−ｐ−フエニレンスルフイドの含有量が70重量
％未満では、該組成物からなるフイルムの特長で
ある耐熱性、周波数特性、温度特性等を損なう。 さらにここで、ポリ−ｐ−フエニレンスルフイ
ド（以下PPSと略称することがある。）とは、繰
り返し単位の70モル％以上（好ましくは85モル％
以上）が構造式
関するものである。 ［従来の技術］ ポリフエニレンスルフイドフイルムを誘電体に
用いた耐熱性、周波数特性、温度特性等に優れた
コンデンサが、特開昭57−187327等によつて提案
されている。 しかし、アルミニウム薄膜を電極としたポリフ
エニレンスルフイドフイルムコンデンサに於いて
は、耐湿ライフが短いという欠点、すなわち高温
高湿環境下では電極の消失が早々に起こり、静電
容量の低下、および誘電損失の大幅な上昇を招く
という欠点を有していた。これに対し、特開昭62
−203315に於いて誘電体フイルムの表面粗度を選
ぶ、或いは特開昭62−226612に於いて誘電体フイ
ルムの濡れ張力を選ぶことによつて誘電体フイル
ムと電極薄膜との密着力を確保し、耐湿ライフを
改善することが提案されている。 ［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記のいずれの方法によつてもその効
果は不十分で、特に外装などによつて外部からの
湿気の侵入を防ごうとしても、その効果がないと
いう、アルミニウム金属化ポリフエニレンスルフ
イドフイルムコンデンサに特有の欠点があつた。
誘電体フイルムと電極薄膜との密着力をより高め
たもの、或いは巻回もしくは積層された金属化フ
イルム間の密着力を高めたものでも十分な耐湿ラ
イフは得られなかつた。 本発明の目的は、従来のアルミニウム金属化ポ
リフエニレンスルフイドフイルムコンデンサの上
記の欠点を解消し、十分な耐湿ライフを持つコン
デンサを提供することにある。 ［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記の目的を達成するため、以下の
構成を有する。 (1) ポリフエニレンスルフイドフイルムを主たる
誘電体とし、かつアルミニウム薄膜を電極とす
るコンデンサに於いて、該アルミニウム薄膜表
面の含硫黄成分の付着量が、該表表面を軟Ｘ線
光電子分光法によつて測定したアルミニウム原
子数に対する硫黄原子数の組成比Ｓ／Alで示
して、0.14以下であることを特徴とするコンデ
ンサ。 (2) ポリフエニレンスルフイドフイルムを主たる
誘電体とし、かつアルミニウム薄膜を電極とす
るコンデンサに於いて、該アルミニウム薄膜表
面の含塩素成分の付着量が、該表面を軟Ｘ線光
電子分光法によつて測定したアルミニウム原子
数に対する塩素原子数の組成比Cl／Alで示し
て、0.013以下であることを特徴とするコンデ
ンサ。 (3) ポリフエニレンスルフイドフイルムを主たる
誘電体とし、アルミニウム薄膜を電極とするコ
ンデンサに於いて、該アルミニウム薄膜表面の
含硫黄成分および含塩素成分の付着量が、該表
面を軟Ｘ線光電子分光法によつて測定したアル
ミニウム原子数に対する硫黄原子数および塩素
原子数の組成比Ｓ／AlおよびCl／Alで示して、
0.14以下および0.013以下であることを特徴と
するコンデンサ。 本発明に於いて、ポリフエニレンスルフイドフ
イルム（以下PPSフイルムと略称することがあ
る）とは、ポリ−ｐ−フエニレンスルフイドを主
成分とする樹脂組成物の二軸配向フイルムであ
る。該フイルムの厚さは、0.2μm〜25μmの範囲
が好ましい。該フイルムの平均表面粗さRaは、
フイルムの取り扱い作業性、コンデンサ素子の成
形性、及びアルミニウム薄膜との密着性の点から
0.02μm〜0.15μmであることが好ましい。 ここで、ポリ−ｐ−フエニレンスルフイドを主
成分とする樹脂組成物（以下PPS樹脂組成物と略
称することがある）とは、ポリ−ｐ−フエニレン
スルフイドを70重量％以上含む組成物をいう。ポ
リ−ｐ−フエニレンスルフイドの含有量が70重量
％未満では、該組成物からなるフイルムの特長で
ある耐熱性、周波数特性、温度特性等を損なう。 さらにここで、ポリ−ｐ−フエニレンスルフイ
ド（以下PPSと略称することがある。）とは、繰
り返し単位の70モル％以上（好ましくは85モル％
以上）が構造式
【式】で示される構成
単位からなる重合体をいう。係る成分が70モル％
未満ではポリマの結晶性、熱転移温度等が低くな
りPPSを主成分とする樹脂組成物からなるフイル
ムの特長である耐熱性、寸法安定性、機械的特性
等を損なう。PPSの溶融粘度は、300℃、せん断
速度200sec-1のもとで500〜15000ポイズの範囲が
好ましい。 本発明に於いて、電極となるアルミニウム薄膜
とは、真空蒸着法、スパツタ法、メツキ法などの
方法で誘電体フイルム上に形成された非自己支持
性のアルミニウムの薄膜である。ここでアルミニ
ウムとは、金属アルミニウムを主成分とする金属
組成物のことであり、薄膜支持体との密着性や耐
湿性を改善する目的でNi、Crなどの他の金属や
有機物、無機物が含まれることは差し支えない。
該薄膜の厚みは耐湿性とセルフヒール性の点か
ら、薄膜形成後の表面抵抗にして１Ω〜10Ωであ
ることが好ましい。 本発明のコンデンサは電極となるアルミニウム
薄膜表面への含硫黄成分の付着量が、該表面を光
電子分光法によつて測定したアルミニウム原子数
に対する硫黄原子数の組成比Ｓ／Alで示して、
0.14以下であること、及び／または含塩素成分の
付着量が、アルミニウム原子数に対する塩素原子
数の組成比Cl／Alで示して、0.013以下であるこ
ととしたものである。Ｓ／Al及び／またはCl／
Alがこの値より大きいと高温高湿環境下でのア
ルミニウム薄膜の腐蝕の進行が速くなり、十分な
耐湿ライフが得られない。 本発明のコンデンサはPPSフイルムを主たる誘
電体とするものであるが、PPSフイルムコンデン
サの特長である耐熱性、周波数特性、温度特性等
を損なわない範囲であれば、他の誘電体が電極間
に存在することは差し支えない。かかる誘電体の
例としてはポリエステル、ポリオレフイン、ポリ
カーボネイト、ポリフエニレンオキサイド、ポリ
スルフオン、ポリエーテルスルフオン、フツ素系
樹脂、絶縁油等が挙げられるがこれらに限定され
るものではない。 次に本発明のコンデンサの製造方法について述
べる。 本発明に用いるPPSは、周知の方法で製造する
ことができるが、ポリマパウダをジフエニルエー
テルで抽出するなど、分子量が1000〜2000程度の
低分子量成分を除去しておくことが、コンデンサ
にしたときのアルミニウム薄膜表面に付着する含
硫黄成分、含塩素成分を低減する上で好ましい。 また、アルミニウム薄膜を形成する表面の濡れ
張力は40dyn／cm以上、より好ましくは50dyn／
cm以上であることが好ましい。さらに、該表面に
あらかじめコロナ処理、プラズマ処理等を施した
アルミニウム薄膜と該薄膜支持体との密着力を向
上させることも好ましい。 本発明のコンデンサの構造は特に問わず、巻回
あるいは積層といつた周知の方法で製造すること
ができる。また、外装を施しても施さなくてもよ
い。外装の例としてはエポキシ樹脂によるモール
ド、デイツプ、PPS樹脂などによるケースや射出
成形などが挙げられるが、これに限定されない。
また、外装を特に施さなくても十分な耐湿ライフ
を有している。さらに、外部電極にリード線を接
続した構造としてもよく、またリード線を持たな
いいわゆるチツプコンデンサとして表面実装に適
した構造としてもよい。 本発明のコンデンサを製造する工程に於いて、
コンデンサ素子または母素子を加熱プレスする工
程がある場合、該加熱プレス温度は成形の効果と
PPSフイルムから溶出する不純物量の点から120
℃〜260℃、さらに好ましくは160℃〜230℃であ
ることが好ましい。 電極たるアルミニウム薄膜表面の含硫黄成分お
よび含塩素成分の付着量を前述の範囲にする方法
としては、例えば、少なくとも素子が加熱プレス
される前にPPSフイルムの非金属化面と対向する
電極アルミニウム薄膜表面の間に、誘電特性に影
響しない極薄いバリア層を設けることである。そ
のようなバリア層の例としては、少なくとも沸点
が260℃を超える有機物薄膜（パラフイン、オイ
ルなど）が挙げられる。塗布層の厚みは0.001μm
〜0.05μmであることが好ましい。 ［作 用］ 本発明のコンデンサが何故に従来のPPSフイル
ムコンデンサの欠点であつた耐湿ライフの改良が
達成されるのかは明確ではないが、おおよそ次の
ように推察される。すなわち、従来のアルミニウ
ム蒸着ポリフエニレンスルフイドフイルムコンデ
ンサにおいては、コンデンサ製造時または／およ
び使用時（ハンダ付けを含む）にフイルムにかか
る熱および圧力によつてフイルムの非蒸着面から
微量の含硫黄成分または／および含塩素成分が析
出し、これがアルミニウム薄膜の表面に転写さ
れ、アルミニウム薄膜の湿気による変質を促進す
るため、耐湿ライフが劣つていたのにたいし、本
発明のコンデンサにおいては、含硫黄成分また
は／および含塩素成分の付着が少ないためそのよ
うな作用を起こしにくいためと考えられる。 ［発明の効果］ 本発明のコンデンサはポリフエニレンスルフイ
ドフイルムコンデンサの特長である耐熱性、周波
数特性、温度特性等を全く損なうことなく、従来
不十分であつた耐湿ライフにも優れており、温
度、湿度、周波数などの極めて広い範囲で安定し
た特性を発揮する理想的なコンデンサとなつた。
また、本発明のコンデンサは無外装もしくはそれ
に近い状態でも十分な耐湿ライフを持たせること
ができるので、従来広範囲に使用されているポリ
エステルフイルムコンデンサでは必須であつた水
分の侵入を防止するための外装を省略または簡略
化することができ、コンデンサを小型化すること
も容易にする。 ［特性の評価法］ (1) 軟Ｘ線光電子分光法による含硫黄成分、含塩
素成分付着量の分析 コンデンサを解体し、電極となつていたアル
ミニウム薄膜を暴露させ該表面を軟Ｘ線光電子
分光法（ESCAまたはXPSとも呼ばれる）によ
つて分析し、測定したAl2P、S2P、Cl2Pの積分
強度比を検出感度で補正して原子数組成比を求
め、算術計算によりＳ／AlとCl／Alを算出し
て含硫黄成分、含塩素成分付着量とした。測定
条件を以下に示す。 測定装置：国際電気社製ES−200型 励起Ｘ線：Al Kα線（1486.6eV） Ｘ線出力：10kV、20mA 温度 ：20℃ 真空度 ：３×10-8torr (2) コンデンサの容量 自動キヤパシタンスブリツジを用いて測定し
た。 (3) 耐湿ライフ試験 コンデンサを60℃、95％RHの雰囲気下で
1000時間エージングして静電容量変化率を測定
した。これを△Ｃ／Ｃで示し、耐湿ライフ試験
結果とした。ここで、Ｃはエージング前の静電
容量、△Ｃはエージング前後の静電容量変化量
である。この値の絶対値が大きいほど耐湿ライ
フが短い。 (4) 表面粗さ JIS Ｒ−0601に準じて測定した。 (5) 濡れ張力 JIS Ｋ−6768（1971）に準じて測定した。 ［実施例］ 以下、実施例に基づき本発明を説明する。 実施例 １ ａ PPSフイルム 公称厚み2.5ミクロンの東レ(株)製二軸配向PPS
フイルム“トレリナ”を準備し、その片面に、１
平方メートルあたり1800ジユールの電気エネルギ
ー密度でコロナ処理を施した。 ｂ 金属化 上記のフイルムのコロナ処理面側に表面抵抗値
が２Ωとなるようにアルミニウムを真空蒸着し
た。その際、長手方向に走るマージン部を有する
ストライプ状に蒸着した（蒸着部の幅9.0mm、マ
ージン部の幅1.0mmの繰り返し）。 ｃ コンデンサ素子の製造 上記金属化フイルムの非金属化面に、パラフイ
ンを石油系溶剤に溶解した溶液を均一に塗布乾燥
して、理論値で0.003ミクロンの厚さにパラフイ
ンの皮膜を形成した。 つぎに各蒸着部の中央と各マージン部の中央に
刃を入れてスリツトし、左もしくは右に0.5mmの
マージンを有する全幅4.5mmのテープ状にして巻
きとつた。 得られたテープを左マージンおよび右マージン
のもの各１枚づつを重ね合わせて巻回し、静電容
量約0.1μFの巻回体を得た。その際、幅方向に蒸
着部分がマージン部より0.5mmはみだすように２
枚のフイルムをずらして巻回した。 これらの巻回体から芯材を抜いて、そのまま
180℃、10Kg／cm2の温度、圧力で５分間プレスし
た。さらに、両端面にメタリコンを溶射して外部
電極とし、メタリコンにリード線を溶接してコン
デンサ素子を得た。これをコンデンサＡ−１とす
る。このコンデンサを解体しアルミニウム蒸着面
を光電子分光法で含硫黄成分、含塩素成分付着量
を測定したところＳ／Al＝0.053、Cl／Al＝0.007
であつた。コンデンサＡ−１に粉体エポキシにデ
イツプする方法でエポキシの外装を設けたコンデ
ンサも作成した。これをコンデンサＡ−２とす
る。このコンデンサを解体しアルミニウム蒸着面
を光電子分光法で含硫黄成分、含塩素成分付着量
を測定したところＳ／Al＝0.056、Cl／Al＝0.008
であつた。これらのコンデンサの評価結果を、表
１に示す。 実施例 ２ コンデンサ素子を加熱プレスする時の温度、圧
力を240℃、30Kg／cm2としたこと以外は実施例１
と同様の方法でコンデンサを得た。無外装のもの
をコンデンサＢ−１、外装付きのものをコンデン
サＢ−２とする。このコンデンサのアルミニウム
蒸着面の含硫黄成分、含塩素成分付着量は、コン
デンサＢ−１で、Ｓ／Al＝0.113、Cl／Al＝
0.007、コンデンサＢ−２で、Ｓ／Al＝0.121、
Cl／Al＝0.008であつた。これらのコンデンサの
評価結果を、表１に示す。 実施例 ３ アルミニウム蒸着PPSフイルムの非蒸着面のパ
ラフイン皮膜の厚さを0.002ミクロンとし、コン
デンサ素子を加熱プレスする時の温度、圧力、時
間を260℃、30Kg／cm3、１分としたこと以外は実
施例１と同様の方法でコンデンサを得た。無外装
のものをコンデンサＣ−１、外装付きのものをコ
ンデンサＣ−２とする。このコンデンサのアルミ
ニウム蒸着面の含硫黄成分、含塩素成分付着量
は、コンデンサＣ−１で、Ｓ／Al＝0.148、Cl／
Al＝0.011、コンデンサＣ−２でＳ／Al＝0.150、
Cl／Al＝0.011であつた。これらのコンデンサの
評価結果を表１に示す。 実施例 ４ アルミニウム蒸着PPSフイルムの非蒸着面のパ
ラフイン皮膜の厚さを0.002ミクロンとし、コン
デンサ素子を加熱プレスする時の時間を60分とし
たこと以外は実施例１と同様の方法でコンデンサ
を得た。無外装のものをコンデンサＤ−１、外装
付きのものをコンデンサＤ−２とする。このコン
デンサのアルミニウム蒸着面の含硫黄成分、含塩
素成分付着量は、コンデンサＤ−１で、Ｓ／Al
＝0.133、Cl／Al＝0.014、コンデンサＤ−２で
Ｓ／Al＝0.135、Cl／Al＝0.015であつた。これら
のコンデンサの評価結果を表１に示す。 比較例 １ アルミニウム蒸着PPSフイルムの非蒸着面にパ
ラフイン皮膜を形成しないこと以外は実施例１と
全く同様の方法でコンデンサを得た。無外装のも
のをコンデンサＥ−１、外装付きのものをコンデ
ンサＥ−２とする。これらのコンデンサのアルミ
ニウム蒸着面の含硫黄成分、含塩素成分付着量お
よび評価結果を、表１に示す。 比較例 ２ アルミニウム蒸着PPSフイルムの非蒸着面にパ
ラフイン皮膜を形成しないこと以外は実施例２と
全く同様の方法でコンデンサを得た。無外装のも
のをコンデンサＦ−１、外装付きのものをコンデ
ンサＦ−２とする。これらのコンデンサのアルミ
ニウム蒸着面の含硫黄成分、含塩素成分付着量お
よび評価結果を、表１に示す。 比較例 ３ 誘電体として、公称厚み2.5ミクロンの東レ(株)
製２軸配向ポリエステルフイルム“ルミラー”を
用い、他は実施例１と同様にして、無外装、およ
び外装付きコンデンサを作成した。但し、プレス
温度、圧力は130℃、30Kg／cm2とした。無外装の
ものをコンデンサＧ−１、外装付きのものをコン
デンサＧ−２とする。これらのコンデンサのアル
ミニウム蒸着面の含硫黄成分、含塩素成分付着量
および評価結果を、表１に示す。 比較例 ４ 誘電体として、公称厚み2.5ミクロンの東レ(株)
製２軸配向ポリエステルフイルム“ルミラー”を
用い、他は比較例１と同様にして、無外装、およ
び外装付きコンデンサを作成した。但し、プレス
温度、圧力は130℃、30Kg／cm2とした。無外装の
ものをコンデンサＨ−１、外装付きのものをコン
デンサＨ−２とする。これらのコンデンサのアル
ミニウム蒸着面の含硫黄成分、含塩素成分付着量
および評価結果を、表１に示す。 表−１から、本発明のコンデンサが、外装の有
無にかかわらず優れた耐湿ライフを示すのに対
し、同じPPSフイルムを使用しても、アルミニウ
ム薄膜面の含硫黄成分、含塩素成分の付着量が多
いと、耐湿ライフが悪いことがわかる。また、誘
電体がポリエステルフイルムでは、アルミニウム
薄膜面の含硫黄成分、含塩素成分の付着量には関
係なく、特に無外装では耐湿ライフが悪いことも
わかる。
未満ではポリマの結晶性、熱転移温度等が低くな
りPPSを主成分とする樹脂組成物からなるフイル
ムの特長である耐熱性、寸法安定性、機械的特性
等を損なう。PPSの溶融粘度は、300℃、せん断
速度200sec-1のもとで500〜15000ポイズの範囲が
好ましい。 本発明に於いて、電極となるアルミニウム薄膜
とは、真空蒸着法、スパツタ法、メツキ法などの
方法で誘電体フイルム上に形成された非自己支持
性のアルミニウムの薄膜である。ここでアルミニ
ウムとは、金属アルミニウムを主成分とする金属
組成物のことであり、薄膜支持体との密着性や耐
湿性を改善する目的でNi、Crなどの他の金属や
有機物、無機物が含まれることは差し支えない。
該薄膜の厚みは耐湿性とセルフヒール性の点か
ら、薄膜形成後の表面抵抗にして１Ω〜10Ωであ
ることが好ましい。 本発明のコンデンサは電極となるアルミニウム
薄膜表面への含硫黄成分の付着量が、該表面を光
電子分光法によつて測定したアルミニウム原子数
に対する硫黄原子数の組成比Ｓ／Alで示して、
0.14以下であること、及び／または含塩素成分の
付着量が、アルミニウム原子数に対する塩素原子
数の組成比Cl／Alで示して、0.013以下であるこ
ととしたものである。Ｓ／Al及び／またはCl／
Alがこの値より大きいと高温高湿環境下でのア
ルミニウム薄膜の腐蝕の進行が速くなり、十分な
耐湿ライフが得られない。 本発明のコンデンサはPPSフイルムを主たる誘
電体とするものであるが、PPSフイルムコンデン
サの特長である耐熱性、周波数特性、温度特性等
を損なわない範囲であれば、他の誘電体が電極間
に存在することは差し支えない。かかる誘電体の
例としてはポリエステル、ポリオレフイン、ポリ
カーボネイト、ポリフエニレンオキサイド、ポリ
スルフオン、ポリエーテルスルフオン、フツ素系
樹脂、絶縁油等が挙げられるがこれらに限定され
るものではない。 次に本発明のコンデンサの製造方法について述
べる。 本発明に用いるPPSは、周知の方法で製造する
ことができるが、ポリマパウダをジフエニルエー
テルで抽出するなど、分子量が1000〜2000程度の
低分子量成分を除去しておくことが、コンデンサ
にしたときのアルミニウム薄膜表面に付着する含
硫黄成分、含塩素成分を低減する上で好ましい。 また、アルミニウム薄膜を形成する表面の濡れ
張力は40dyn／cm以上、より好ましくは50dyn／
cm以上であることが好ましい。さらに、該表面に
あらかじめコロナ処理、プラズマ処理等を施した
アルミニウム薄膜と該薄膜支持体との密着力を向
上させることも好ましい。 本発明のコンデンサの構造は特に問わず、巻回
あるいは積層といつた周知の方法で製造すること
ができる。また、外装を施しても施さなくてもよ
い。外装の例としてはエポキシ樹脂によるモール
ド、デイツプ、PPS樹脂などによるケースや射出
成形などが挙げられるが、これに限定されない。
また、外装を特に施さなくても十分な耐湿ライフ
を有している。さらに、外部電極にリード線を接
続した構造としてもよく、またリード線を持たな
いいわゆるチツプコンデンサとして表面実装に適
した構造としてもよい。 本発明のコンデンサを製造する工程に於いて、
コンデンサ素子または母素子を加熱プレスする工
程がある場合、該加熱プレス温度は成形の効果と
PPSフイルムから溶出する不純物量の点から120
℃〜260℃、さらに好ましくは160℃〜230℃であ
ることが好ましい。 電極たるアルミニウム薄膜表面の含硫黄成分お
よび含塩素成分の付着量を前述の範囲にする方法
としては、例えば、少なくとも素子が加熱プレス
される前にPPSフイルムの非金属化面と対向する
電極アルミニウム薄膜表面の間に、誘電特性に影
響しない極薄いバリア層を設けることである。そ
のようなバリア層の例としては、少なくとも沸点
が260℃を超える有機物薄膜（パラフイン、オイ
ルなど）が挙げられる。塗布層の厚みは0.001μm
〜0.05μmであることが好ましい。 ［作 用］ 本発明のコンデンサが何故に従来のPPSフイル
ムコンデンサの欠点であつた耐湿ライフの改良が
達成されるのかは明確ではないが、おおよそ次の
ように推察される。すなわち、従来のアルミニウ
ム蒸着ポリフエニレンスルフイドフイルムコンデ
ンサにおいては、コンデンサ製造時または／およ
び使用時（ハンダ付けを含む）にフイルムにかか
る熱および圧力によつてフイルムの非蒸着面から
微量の含硫黄成分または／および含塩素成分が析
出し、これがアルミニウム薄膜の表面に転写さ
れ、アルミニウム薄膜の湿気による変質を促進す
るため、耐湿ライフが劣つていたのにたいし、本
発明のコンデンサにおいては、含硫黄成分また
は／および含塩素成分の付着が少ないためそのよ
うな作用を起こしにくいためと考えられる。 ［発明の効果］ 本発明のコンデンサはポリフエニレンスルフイ
ドフイルムコンデンサの特長である耐熱性、周波
数特性、温度特性等を全く損なうことなく、従来
不十分であつた耐湿ライフにも優れており、温
度、湿度、周波数などの極めて広い範囲で安定し
た特性を発揮する理想的なコンデンサとなつた。
また、本発明のコンデンサは無外装もしくはそれ
に近い状態でも十分な耐湿ライフを持たせること
ができるので、従来広範囲に使用されているポリ
エステルフイルムコンデンサでは必須であつた水
分の侵入を防止するための外装を省略または簡略
化することができ、コンデンサを小型化すること
も容易にする。 ［特性の評価法］ (1) 軟Ｘ線光電子分光法による含硫黄成分、含塩
素成分付着量の分析 コンデンサを解体し、電極となつていたアル
ミニウム薄膜を暴露させ該表面を軟Ｘ線光電子
分光法（ESCAまたはXPSとも呼ばれる）によ
つて分析し、測定したAl2P、S2P、Cl2Pの積分
強度比を検出感度で補正して原子数組成比を求
め、算術計算によりＳ／AlとCl／Alを算出し
て含硫黄成分、含塩素成分付着量とした。測定
条件を以下に示す。 測定装置：国際電気社製ES−200型 励起Ｘ線：Al Kα線（1486.6eV） Ｘ線出力：10kV、20mA 温度 ：20℃ 真空度 ：３×10-8torr (2) コンデンサの容量 自動キヤパシタンスブリツジを用いて測定し
た。 (3) 耐湿ライフ試験 コンデンサを60℃、95％RHの雰囲気下で
1000時間エージングして静電容量変化率を測定
した。これを△Ｃ／Ｃで示し、耐湿ライフ試験
結果とした。ここで、Ｃはエージング前の静電
容量、△Ｃはエージング前後の静電容量変化量
である。この値の絶対値が大きいほど耐湿ライ
フが短い。 (4) 表面粗さ JIS Ｒ−0601に準じて測定した。 (5) 濡れ張力 JIS Ｋ−6768（1971）に準じて測定した。 ［実施例］ 以下、実施例に基づき本発明を説明する。 実施例 １ ａ PPSフイルム 公称厚み2.5ミクロンの東レ(株)製二軸配向PPS
フイルム“トレリナ”を準備し、その片面に、１
平方メートルあたり1800ジユールの電気エネルギ
ー密度でコロナ処理を施した。 ｂ 金属化 上記のフイルムのコロナ処理面側に表面抵抗値
が２Ωとなるようにアルミニウムを真空蒸着し
た。その際、長手方向に走るマージン部を有する
ストライプ状に蒸着した（蒸着部の幅9.0mm、マ
ージン部の幅1.0mmの繰り返し）。 ｃ コンデンサ素子の製造 上記金属化フイルムの非金属化面に、パラフイ
ンを石油系溶剤に溶解した溶液を均一に塗布乾燥
して、理論値で0.003ミクロンの厚さにパラフイ
ンの皮膜を形成した。 つぎに各蒸着部の中央と各マージン部の中央に
刃を入れてスリツトし、左もしくは右に0.5mmの
マージンを有する全幅4.5mmのテープ状にして巻
きとつた。 得られたテープを左マージンおよび右マージン
のもの各１枚づつを重ね合わせて巻回し、静電容
量約0.1μFの巻回体を得た。その際、幅方向に蒸
着部分がマージン部より0.5mmはみだすように２
枚のフイルムをずらして巻回した。 これらの巻回体から芯材を抜いて、そのまま
180℃、10Kg／cm2の温度、圧力で５分間プレスし
た。さらに、両端面にメタリコンを溶射して外部
電極とし、メタリコンにリード線を溶接してコン
デンサ素子を得た。これをコンデンサＡ−１とす
る。このコンデンサを解体しアルミニウム蒸着面
を光電子分光法で含硫黄成分、含塩素成分付着量
を測定したところＳ／Al＝0.053、Cl／Al＝0.007
であつた。コンデンサＡ−１に粉体エポキシにデ
イツプする方法でエポキシの外装を設けたコンデ
ンサも作成した。これをコンデンサＡ−２とす
る。このコンデンサを解体しアルミニウム蒸着面
を光電子分光法で含硫黄成分、含塩素成分付着量
を測定したところＳ／Al＝0.056、Cl／Al＝0.008
であつた。これらのコンデンサの評価結果を、表
１に示す。 実施例 ２ コンデンサ素子を加熱プレスする時の温度、圧
力を240℃、30Kg／cm2としたこと以外は実施例１
と同様の方法でコンデンサを得た。無外装のもの
をコンデンサＢ−１、外装付きのものをコンデン
サＢ−２とする。このコンデンサのアルミニウム
蒸着面の含硫黄成分、含塩素成分付着量は、コン
デンサＢ−１で、Ｓ／Al＝0.113、Cl／Al＝
0.007、コンデンサＢ−２で、Ｓ／Al＝0.121、
Cl／Al＝0.008であつた。これらのコンデンサの
評価結果を、表１に示す。 実施例 ３ アルミニウム蒸着PPSフイルムの非蒸着面のパ
ラフイン皮膜の厚さを0.002ミクロンとし、コン
デンサ素子を加熱プレスする時の温度、圧力、時
間を260℃、30Kg／cm3、１分としたこと以外は実
施例１と同様の方法でコンデンサを得た。無外装
のものをコンデンサＣ−１、外装付きのものをコ
ンデンサＣ−２とする。このコンデンサのアルミ
ニウム蒸着面の含硫黄成分、含塩素成分付着量
は、コンデンサＣ−１で、Ｓ／Al＝0.148、Cl／
Al＝0.011、コンデンサＣ−２でＳ／Al＝0.150、
Cl／Al＝0.011であつた。これらのコンデンサの
評価結果を表１に示す。 実施例 ４ アルミニウム蒸着PPSフイルムの非蒸着面のパ
ラフイン皮膜の厚さを0.002ミクロンとし、コン
デンサ素子を加熱プレスする時の時間を60分とし
たこと以外は実施例１と同様の方法でコンデンサ
を得た。無外装のものをコンデンサＤ−１、外装
付きのものをコンデンサＤ−２とする。このコン
デンサのアルミニウム蒸着面の含硫黄成分、含塩
素成分付着量は、コンデンサＤ−１で、Ｓ／Al
＝0.133、Cl／Al＝0.014、コンデンサＤ−２で
Ｓ／Al＝0.135、Cl／Al＝0.015であつた。これら
のコンデンサの評価結果を表１に示す。 比較例 １ アルミニウム蒸着PPSフイルムの非蒸着面にパ
ラフイン皮膜を形成しないこと以外は実施例１と
全く同様の方法でコンデンサを得た。無外装のも
のをコンデンサＥ−１、外装付きのものをコンデ
ンサＥ−２とする。これらのコンデンサのアルミ
ニウム蒸着面の含硫黄成分、含塩素成分付着量お
よび評価結果を、表１に示す。 比較例 ２ アルミニウム蒸着PPSフイルムの非蒸着面にパ
ラフイン皮膜を形成しないこと以外は実施例２と
全く同様の方法でコンデンサを得た。無外装のも
のをコンデンサＦ−１、外装付きのものをコンデ
ンサＦ−２とする。これらのコンデンサのアルミ
ニウム蒸着面の含硫黄成分、含塩素成分付着量お
よび評価結果を、表１に示す。 比較例 ３ 誘電体として、公称厚み2.5ミクロンの東レ(株)
製２軸配向ポリエステルフイルム“ルミラー”を
用い、他は実施例１と同様にして、無外装、およ
び外装付きコンデンサを作成した。但し、プレス
温度、圧力は130℃、30Kg／cm2とした。無外装の
ものをコンデンサＧ−１、外装付きのものをコン
デンサＧ−２とする。これらのコンデンサのアル
ミニウム蒸着面の含硫黄成分、含塩素成分付着量
および評価結果を、表１に示す。 比較例 ４ 誘電体として、公称厚み2.5ミクロンの東レ(株)
製２軸配向ポリエステルフイルム“ルミラー”を
用い、他は比較例１と同様にして、無外装、およ
び外装付きコンデンサを作成した。但し、プレス
温度、圧力は130℃、30Kg／cm2とした。無外装の
ものをコンデンサＨ−１、外装付きのものをコン
デンサＨ−２とする。これらのコンデンサのアル
ミニウム蒸着面の含硫黄成分、含塩素成分付着量
および評価結果を、表１に示す。 表−１から、本発明のコンデンサが、外装の有
無にかかわらず優れた耐湿ライフを示すのに対
し、同じPPSフイルムを使用しても、アルミニウ
ム薄膜面の含硫黄成分、含塩素成分の付着量が多
いと、耐湿ライフが悪いことがわかる。また、誘
電体がポリエステルフイルムでは、アルミニウム
薄膜面の含硫黄成分、含塩素成分の付着量には関
係なく、特に無外装では耐湿ライフが悪いことも
わかる。
【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ポリフエニレンスルフイドフイルムを主たる
誘電体とし、かつアルミニウム薄膜を電極とする
コンデンサに於いて、該アルミニウム薄膜表面の
含硫黄成分の付着量が、該表面を軟Ｘ線光電子分
光法によつて測定したアルミニウム原子数に対す
る硫黄原子数の組成比Ｓ／Alで示して、0.14以下
であることを特徴とするコンデンサ。 ２ ポリフエニレンスルフイドフイルムを主たる
誘電体とし、かつアルミニウム薄膜を電極とする
コンデンサに於いて、該アルミニウム薄膜表面の
含塩素成分の付着量が、該表面を軟Ｘ線光電子分
光法によつて測定したアルミニウム原子数に対す
る塩素原子数の組成比Cl／Alで示して、0.013以
下であることを特徴とするコンデンサ。 ３ ポリフエニレンスルフイドフイルムを主たる
誘電体とし、アルミニウム薄膜を電極とするコン
デンサに於いて、該アルミニウム薄膜表面の含硫
黄成分および含塩素成分の付着量が、該表面を軟
Ｘ線光電子分光法によつて測定したアルミニウム
原子数に対する硫黄原子数および塩素原子数の組
成比Ｓ／AlおよびCl／Alで示して、0.14以下お
よび0.013以下であることを特徴とするコンデン
サ。
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