JPH06314633A

JPH06314633A - 金属化フィルムコンデンサ

Info

Publication number: JPH06314633A
Application number: JP12314793A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Konuma; 忠小沼
Original assignee: Kureha Corp
Current assignee: Kureha Corp
Priority date: 1993-04-28
Filing date: 1993-04-28
Publication date: 1994-11-08

Abstract

(57)【要約】【構成】金属化フィルムコンデンサにおいて、コンデ
ンサ領域とリード領域とそれらの間にあってフィルムの
長さ方向に延びる所定繰り返し周期の導通部と非導通部
とからなる所定幅の区画領域とに機能分離された電極パ
ターンを有する金属化フィルムが用いられ、さらに誘電
体フィルムを挾んで対向する二つの電極は、一方の電極
のコンデンサ領域とマージン部との境界が他方の電極の
区画領域内に、他方の電極のコンデンサ領域とマージン
部との境界が一方の電極の区画領域内に対向する位置関
係となるように配置される。【効果】フィルムどうしの重なり合いにずれが生じて
も、所謂境界がそれぞれ反対側の電極の区画領域の幅内
に対向している限り、素子面積の不変は確実に保証さ
れ、素子容量のバラツキが改善される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、誘電体フィルムの表面
に金属電極を蒸着により形成した金属化フィルムを巻回
或いは積層することにより得られる容量精度の高い金属
化フィルムコンデンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図５に示すように２枚の誘電体フ
ィルム１，１′の片面に、フィルム幅方向の一端側で幅
０．５〜５ｍｍ程度の絶縁溝部（以下、マージン部と称
することがある）３，３′が電極空白部として残るよう
に、蒸着により電極２，２′を形成して金属化フィルム
４，４′を得ている。

【０００３】そして、得られた金属化フィルム４，４′
を図示のようにマージン部３，３′が互いに反対側とな
るように２枚重ねて所定の長さ巻回し、その巻回した金
属化フィルム４，４′の両端面に金属溶射層（メタリコ
ン）５，５′を形成し、さらにリード線６，６′を溶接
などにより接続して巻回型の金属化フィルムコンデンサ
１０としている。また、図５と類似の金属化フィルムを
１枚１枚マージン部が交互に反対側にくるように所定の
枚数積み重ねたものに対して、メタリコン処理、リード
線接続を施してコンデンサ素子を形成する場合もある。

【０００４】ところで、上述のように製造される従来の
巻回型或いは積層型の金属化フィルムコンデンサにあっ
ては、素子容量のバラツキは大きく、±１０％にも達す
ることがある。一方、発振回路素子等の広い用途で、容
量精度の高いコンデンサが要求されており、高品質のコ
ンデンサを簡単かつ大量に製造することが強く望まれて
いる。

【０００５】

【発明が解決すべき課題】この素子容量のバラツキは、
誘電体フィルムの厚み斑、製造時の巻取り或いは積層圧
力の変動などもその要因であるが、巻回或いは積層工程
での素子面積のバラツキに起因することが大であり、こ
の傾向は幅の短いコンデンサ素子の場合に特に顕著であ
る。ここで、前記素子面積は、金属化フィルム上の全電
極面積ではなく、誘電体フィルムを挾んで対向する二つ
の電極の重畳している部分の面積、即ちコンデンサとし
ての面積であり、そのバラツキはフィルムを走行させて
行われる金属化フィルム製造時の電極形成工程、スリッ
ティング工程或いはコンデンサ製造時の巻回或いは積層
工程などでフィルム幅方向に対して生じる基準の位置
（電極形成位置、切断位置、巻回位置等）からのずれに
原因する対向電極の相対変位によってもたらされるもの
である。

【０００６】従来、コンデンサ素子の容量精度を高める
方法としては、（１）製品として完成した段階で容量選
別を行う方法、（２）特開昭６３−１９７３１８号公報
に開示されるように、メタリコン処理を施した半製品に
対して規定の容量となるように切り欠きや切り込み加工
を行う方法、および（３）巻回或いは積層工程に容量測
定を導入し、規定の容量となるまで巻取り或いは積層を
行う方法などが実施または提案されている。

【０００７】しかしながら、容量選別を行う（１）の方
法には大量の不良品の発生と廃棄物処理並びに製造コス
トの上昇という問題が、また切り込み加工等を行う
（２）の方法には加工時に電極どうしが短絡することが
あるという問題がある。さらに、（３）の方法は、巻回
或いは積層された半製品の寸法が一定とならず、それを
ケースに収容して製品とする際に、ガタが発生するとい
う欠点を持っている。加えて、（２）と（３）の方法
は、従来法と比較すると切り込み加工とかガタ防止のた
めの新たな工程が付加される結果、生産性の低下を招く
ものである。

【０００８】本発明は上記課題を解決するためのもので
あり、切り込み加工とか容量測定といった特殊な工程或
いは操作を用いることなく、金属化フィルムの電極パタ
ーンとその配置を工夫することによって、素子面積が一
定であり、そのため容量精度がより高められたコンデン
サ素子を得ることを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち、上記目的は、
誘電体フィルムの表面に蒸着により電極が形成された金
属化フィルムを巻回或いは積層して製造されるコンデン
サ素子において、前記金属化フィルムはその一端部に長
さ方向に延びる絶縁溝部を有し、前記電極はコンデンサ
領域とリード領域とそれらの間にあってフィルムの長さ
方向に延びる所定繰り返し周期の導通部と非導通部とか
らなる所定幅の区画領域とから形成されており、誘電体
フィルムを挾んで対向する二つの電極の位置関係は一方
の電極のコンデンサ領域と絶縁溝部との境界が他方の電
極の区画領域内に、他方の電極のコンデンサ領域と絶縁
溝部との境界が一方の電極の区画領域内に対向して配置
されることを特徴とする本発明の金属化フィルムコンデ
ンサによって達成される。

【００１０】

【作用】本発明の金属化フィルムコンデンサでは、コン
デンサ領域とリード領域とそれらの間にあってフィルム
の長さ方向に延びる所定繰り返し周期の導通部と非導通
部とからなる所定幅の区画領域とに機能分離された電極
パターンを有する金属化フィルムが用いられ、さらに誘
電体フィルムを挾んで対向する二つの電極は、一方の電
極のコンデンサ領域と絶縁溝部との境界が他方の電極の
区画領域内に、他方の電極のコンデンサ領域と絶縁溝部
との境界が一方の電極の区画領域内に対向する位置関係
となるように配置されている。そのため、前記区画領域
の所定幅を素子面積のバラツキの主原因である前記相対
変位の範囲より広く選ぶことによって、後に詳述するよ
うに、コンデンサとして機能する素子面積は正確に金属
化フィルムの長さまたは枚数で決定され、常に一定とな
る。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の金属化フィ
ルムコンデンサの好ましい態様を説明する。図面中、異
なる態様の説明に用いた同一参照符号は類似部分を示
す。図１（ａ）は、本発明金属化フィルムコンデンサの
第１実施例としての巻回前の金属化フィルムを２枚重ね
た状態を示す平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＶ−Ｖ
断面図である。さらに、図２は本発明の作用効果を説明
するための図であり、図２（ａ）は金属化フィルムの基
準位置での２枚重ね状態（ずれのない状態）を表す図１
（ａ）の部分拡大図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）か
ら２枚の金属化フィルムが幅方向に相対的に（下方の金
属化フィルムが図示右方向に）変位したときの図であ
る。

【００１２】図を参照して、この金属化フィルムコンデ
ンサ２０は、誘電体フィルム１１，１２の片面に、マー
ジン部１１ａ，１２ａを残して蒸着により電極１３，１
４がそれぞれ形成され、マージン部１１ａ，１２ａが互
いに反対側となるように重ね合わされた金属化フィルム
Ａ，Ｂを図５のように巻回し、さらにメタリコン処理、
リード線接続を行って得られる。電極空白部であるマー
ジン部１１ａ，１２ａは、それぞれ誘電体フィルム１
１，１２の一端側で長さ方向に所定幅で延びて設けられ
ている。

【００１３】前記電極１３，１４は、それぞれ三つの領
域に分かれ、コンデンサとしての素子面積を決定するコ
ンデンサ領域１３ａ，１４ａ、メタリコンとの電気的接
続のためのリード領域１３ｃ，１４ｃ、そしてそれらの
間にあって両者を区画するフィルムの長さ方向に延びる
所定幅ｗ₁，ｗ₂の区画領域１３ｂ，１４ｂとを有して
いる。さらに、区画領域１３ｂは、長さＬ₁ の導通部１
３ｂ′と長さＬ₂ の非導通部１３ｂ″とからなり、それ
らが交互に周期（Ｌ₁ ＋Ｌ₂ ）で繰り返し形成されてい
る。一方、電極１４の区画領域１４ｂは、長さＬ₃ の導
通部１４ｂ′と長さＬ₄ の非導通部１４ｂ″とからな
り、それらが交互に周期（Ｌ₃ ＋Ｌ₄ ）で繰り返し形成
されている。本例では、Ｌ₁ とＬ₄ 、Ｌ₂ とＬ₃ および
ｗ₁とｗ₂とがそれぞれほぼ同じ長さとなるように選ば
れている。

【００１４】このような電極パターンを有する金属化フ
ィルムＡ，Ｂは、それらを組み合わせるに際して、マー
ジン部１１ａ，１２ａが互いに反対側となるように重ね
合わされると共に、電極１３と１４の相対位置関係にお
いて、電極１３のコンデンサ領域１３ａと金属化フィル
ムＡの絶縁溝部１１ａとの境界１５が反対側の電極１４
の区画領域１４ｂの幅ｗ₂内に対向するように、電極１
４のコンデンサ領域１４ａと金属化フィルムＢの絶縁溝
部１２ａとの境界１６が反対側の電極１３の区画領域１
３ｂの幅ｗ₁内に対向するように選んで配置される。

【００１５】上述のような金属化フィルムＡ，Ｂの重ね
合わせ配置は、実際には巻きロールで供給される別々の
金属化フィルムＡ，Ｂをロールで巻取りながら行われ
る。また、遡ってオイルマージンやマスクを用いての電
極パターンの形成やその後工程であるスリッティングも
ロールで巻取りながら行われる。これらの工程での所定
の巻回位置、電極形成位置或いは切断位置からのずれ、
特にフィルム幅方向へのずれは不可避であり、その結
果、電極１３，１４は製造装置の精度による最大相対変
位量Ｓ（＝±Ｓ／２）をもって対向されることになる。
図１（ａ）およびその拡大平面図である図２（ａ）で
は、境界１５，１６がそれぞれ対向する区画領域の幅ｗ
₂ ，ｗ₁ の中心に位置しており、ずれのない基準位置で
の電極の対向状態（Ｓ＝０）を示している。

【００１６】続いて、本発明コンデンサにおける素子面
積の不変性について説明する。図２（ａ）において、ａ
（＋）は電極１３の区画領域の導通部１３ｂ′と電極１
４のコンデンサ領域１４ａとの重なりの部分であり、素
子面積に対して正の寄与を与えるものである。それに対
して、ａ（−）は電極１３のコンデンサ領域１３ａと電
極１４の区画領域の非導通部１４ｂ″との重なりの部分
であり、素子面積に対して負の寄与を与えるものであ
る。したがって、Ｌ₁ ≒Ｌ₄ 、ｗ₁≒ｗ₂である本実施
例では、ａ（＋）とａ（−）の面積は等しく、両者は互
いに相殺される関係であるので、コンデンサの素子面積
は電極１３のコンデンサ領域１３ａの幅（≒電極１４の
コンデンサ領域１４ａの幅）とフィルム巻取り長の積に
よって決定される。なお、コンデンサ領域１３ａと１４
ａの幅が異なる場合には、素子面積は一方の幅と、それ
に対して正の寄与のａ（＋）と負の寄与ａ（−）の差と
によって決定される。

【００１７】図２（ａ）から２枚の金属化フィルムが幅
方向に相対的に変位した場合、図２（ｂ）から明らかな
ように（図は下方の金属化フィルムが右方向に最大変位
位置まで距離Ｓ／２だけ移動した状態を示す）、ａ
（＋）では図２（ａ）からＬ₁ ×Ｓ／２だけ、ａ（−）
ではＬ₄ ×Ｓ／２だけ面積が増える。しかし、これらの
面積変化は互いに等しくかつ補償し合う関係にあり、素
子面積は図２（ａ）と同一となる。したがって、ずれ±
Ｓ／２が生じても上述の境界１５，１６がそれぞれ反対
側の電極の区画領域１４ｂ，１３ｂの幅ｗ₂，ｗ₁内に
対向している限り、素子面積の不変は確実に保証され
る。

【００１８】すなわち、本実施例では、ずれに対する素
子面積の完全な不変性は、Ｌ₁ が実質的にＬ₄ に等し
いこと、Ｌ₁ 部とＬ₄ 部の繰り返し周期が等しいこ
と、ｗ₁、ｗ₂≧Ｓによって確保されるのであり、必
ずしも図示のようにａ（＋）≒ａ（−）、ｗ₁≒ｗ₂で
ある必要はない。さらに、ａ（＋）とａ（−）の面積変
化を常に同一とするこれらの好ましい条件〜を一部
しかまたは完全に満たさずとも、素子容量のバラツキを
改善するという本発明の効果を奏することは可能であ
る。

【００１９】本発明をよりよく理解するためには、電極
のコンデンサ領域とリード領域の間の導通を確保するた
めの導通部と、スリット状の絶縁部である非導通部とか
らなる本発明の区画領域を導通率によって表現すること
が有用である。この導通率は、金属化フィルムの長さに
対する導通部の長さの総和の比率として定義されるもの
であり、例えば図２（ａ）の金属化フィルムＡに対して
その区画領域の導通率はＬ₁ ／（Ｌ₁ ＋Ｌ₂ ）となる。
この導通率を用いると、上述の条件とは上下の金属
化フィルムの所謂導通率の和が実質的に１であることと
換言できる。そして、この新たな条件が部分的にさえ満
たされていれば、本発明の効果を奏することが可能であ
り、さらにその限りにおいて導通部と非導通部との繰り
返し周期は図示のような単純なものでなくとも、また上
下の金属化フィルムにおいて同一でなくとも良い。

【００２０】特に、導通率０．５すなわちＬ₁ ＝Ｌ₂ 、
Ｌ₃ ＝Ｌ₄ の場合、同じ電極パターンの金属化フィルム
を用いることができる。したがって、そこでは２種類の
フィルムを組合せる煩雑さがなく、製造上の簡便さが得
られ好ましい。なお、本発明では理解を容易にするた
め、電極１３の導通部１３ｂ′と電極１４の非導通部１
４ｂ″、電極１３の非導通部１３ｂ″と電極１４の導通
部１４ｂ′はそれぞれフィルムの幅方向に対峙して図示
されているが、かかる対称配置は実際には厳密に要求さ
れるものではない。また、金属化フィルムのリード領域
は、図では対向するフィルムの縁部より距離ｄ₁ ，ｄ₂
だけ突出して設けられているが、これはメタリコンとの
良好な電気的接触を担保するためのものであり、それを
より確実にするためには、ｄ₁ ，ｄ₂ ＞Ｓ／２となるよ
うに距離ｄ₁ ，ｄ₂ を選ぶのが好ましい。

【００２１】導通部または非導通部の平面形状は、矩形
に限らず、台形、多角形、部分円形など他の任意の形状
であっても良い。ただし、矩形以外の形状の場合に、上
述の導通率は、各区画領域の幅内の対向する境界線の位
置（例えば、図２の境界１５，１６の位置）でずれ幅の
値ごとに求められねばならない。この拡張された導通率
を用いれば、矩形を含めた導通部または非導通部のあら
ゆる平面形状に対して、一方の電極の導通部と他方の電
極の非導通部とが、フィルム中心線Ｃに対して対称形ま
たは該対称図形と相似の関係にあれば、導通率の和が実
質的に１の条件は満たされ、ずれの量が変化しても素子
面積の不変は保たれるので好ましいと言える。

【００２２】本発明の誘電体フィルムを例示すると、ポ
リプロピレンフィルム、ポリエステルフィルム、ポリカ
ーボネートフィルムなどであり、それらの中でポリエス
テルフィルムは、素子容量のバラツキの他の原因である
フィルムの厚み斑が少なく特に好適な素材である。ま
た、誘電体フィルム上に蒸着により形成される電極の素
材は、アルミニウム、亜鉛、銅などである。

【００２３】金属化フィルムコンデンサの分野では、誘
電体フィルムの一部に絶縁破壊が起こった時に、その破
壊がコンデンサ全体に及ばないように自己保安機能（ヒ
ューズ機能部）を備えているものが知られている（例え
ば、特公平１−３０２８４号公報）。そして、該ヒュー
ズ部と本発明の区画領域とは、両者の目的と対向電極に
対する位置関係において大きく異なるものの、それらの
構造は類似する部分が多い。したがって、本発明の区画
領域に自己保安機能を付与することもまた可能である。

【００２４】図３は、本発明金属化フィルムコンデンサ
の第２実施例としての自己保安機能を備えたコンデンサ
を示す平面図であり、コンデンサ２０の平面図である図
１（ａ）に相当する図である。図３のＶ−Ｖ断面図は図
１（ｂ）と同じである。図４は、図３における導通部の
別の実施形態を示す平面図である。

【００２５】この金属化フィルムコンデンサ３０は、金
属化フィルムＡ側においてのみその電極１３のコンデン
サ領域１３ａがスリット状の分離帯１７によりフィルム
の幅方向に複数個の島状電極に電気的に分割されてお
り、該島状電極と金属化フィルムＢのコンデンサ領域１
４ａとで形成される小容量が並列に接続された回路構成
となっていること、各島状電極とリード領域１３ｃとの
間にあって両者を区画する区画領域１３ｂの導通率が自
己保安機能が働く程度に設定されていることを除いて、
金属化フィルムコンデンサ２０と同様である。設けられ
る分離帯１７の間隔すなわちフィルム長さ方向への周期
は、導通部１３ｂ′の繰り返し周期と同じかそれより大
きく、好ましくは整数倍とされるのが良い。

【００２６】この金属化フィルムコンデンサ３０によれ
ば、一つの島状電極と他極１４との間に挾まれた誘電体
フィルム１１または１２の一部で絶縁破壊が起こった場
合、メタリコンから供給される電流は、導通部１３
ｂ′、島状電極、絶縁破壊部分を通して他極１４に流れ
る。そして、その電流経路の中で最も電流が集中する導
通部１３ｂ′で蒸着膜がヒューズ作用をして断路し、メ
タリコン側からの電流の供給を断ち、結果として絶縁破
壊の拡大が阻止される。このようなヒューズ作用が有効
に働くためには、区画領域１３ｂの導通率は、前記公報
にも述べられているように、０．０１〜０．４の中から
選ばれるのが好ましい。

【００２７】上述のコンデンサ３０では、導通を確保す
る一方、素子面積の不変を実現する本発明の導通部１３
ｂ′はヒューズ部と兼用となっている。しかしながら、
蒸着膜が電流により加熱蒸散して断路するヒューズ部
は、対向する電極のマージン部１２ａと重なる位置に配
置されるのが好ましい。図４は、連続して形成されてい
るが、導通部分とヒューズ部分の役割分担がなされてい
る導通部１３ｂ′の例である。図で、幅Ｗの部分が導通
部分を、それより突出している所がヒューズ部分を担っ
ている。また、導通部分の左端はコンデンサ領域１３ａ
に、ヒューズ部分の先端はリード領域１３ｃにそれぞれ
連なっている。

【００２８】以上のように、本発明のコンデンサを好ま
しい実施態様に基づき説明した。しかし、本発明はこれ
ら実施例に何ら限定されるものではない。本発明は、電
極形成のない誘電体フィルムと両面にマージン部が互い
に反対側となるように電極が形成された誘電体フィルム
とを重ね合わせたものから製造されるコンデンサに対し
ても、また金属化フィルムを１枚１枚マージン部が交互
に反対側にくるように所定の枚数積み重ねた積層型コン
デンサに対しても適用できる。さらに、図３の分離帯１
７に似た分離帯により、コンデンサ領域がフィルムの長
さ方向に複数個の帯電極に電気的に分割された直列回路
構成のコンデンサに対しても、本発明の思想は容易に応
用し得る。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、本発明の金属化フィルム
コンデンサでは、コンデンサ領域とリード領域とそれら
の間にあってフィルムの長さ方向に延びる所定繰り返し
周期の導通部と非導通部とからなる所定幅の区画領域と
に機能分離された電極パターンを有する金属化フィルム
が用いられ、さらに誘電体フィルムを挾んで対向する二
つの電極は、一方の電極のコンデンサ領域と絶縁溝部と
の境界が他方の電極の区画領域内に、他方の電極のコン
デンサ領域と絶縁溝部との境界が一方の電極の区画領域
内に対向する位置関係となるように配置されている。そ
のため、フィルムどうしの重なり合いにずれが生じても
上述の境界がそれぞれ反対側の電極の区画領域の幅内に
対向している限り、素子面積の不変は確実に保証され、
素子容量のバラツキを改善するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明金属化フィルムコンデンサの第
１実施例としての巻回前の金属化フィルムを２枚重ねた
状態を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＶ−Ｖ断面図。

【図２】本発明の作用効果を説明するための図であり、
（ａ）は金属化フィルムの基準位置での２枚重ね状態
（ずれのない状態）を表す図１（ａ）の部分拡大図、
（ｂ）は（ａ）から２枚の金属化フィルムが幅方向に相
対的に変位したときの図。

【図３】本発明金属化フィルムコンデンサの第２実施例
としての自己保安機能を備えたコンデンサを示す図１
（ａ）に相当する平面図。

【図４】図３における導通部の別の実施形態を示す平面
図。

【図５】従来の巻回型金属化フィルムコンデンサの要部
を示す斜視図。

【符号の説明】

１０、２０、３０：巻回型金属化フィルムコンデンサ１、１′、１１、１２：誘電体フィルム２、２′、１３、１４：電極３、３′、１１ａ、１２ａ：絶縁溝部４、４′、Ａ、Ｂ：金属化フィルム１３ａ、１４ａ：コンデンサ領域１３ｂ′、１４ｂ′：区画領域の導通部１３ｃ、１４ｃ：リード領域１５、１６：コンデンサ領域と絶縁溝部との境界１７：分離帯

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年３月３１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

【図５】

【図１】

【図２】

【図３】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】誘電体フィルムの表面に蒸着により電極
が形成された金属化フィルムを巻回或いは積層して製造
されるコンデンサ素子において、前記金属化フィルムは
その一端部に長さ方向に延びる絶縁溝部を有し、前記電
極はコンデンサ領域とリード領域とそれらの間にあって
フィルムの長さ方向に延びる所定繰り返し周期の導通部
と非導通部とからなる所定幅の区画領域とから形成され
ており、誘電体フィルムを挾んで対向する二つの電極の
位置関係は一方の電極のコンデンサ領域と絶縁溝部との
境界が他方の電極の区画領域内に、他方の電極のコンデ
ンサ領域と絶縁溝部との境界が一方の電極の区画領域内
に対向して配置されることを特徴とする金属化フィルム
コンデンサ。
【請求項２】少なくとも一方の電極のコンデンサ領域
が金属化フィルムの幅方向に延びる分離帯により複数の
島状電極に分割されており、該島状電極を並列に接続し
て回路形成したことを特徴とする請求項１に記載の金属
化フィルムコンデンサ。
【請求項３】前記区画領域が自己保安機能を備えてい
ることを特徴とする請求項２に記載の金属化フィルムコ
ンデンサ。