コンデンサ用フィルム
【課題】信頼性の高いコンデンサ用フィルムを用いたコンデンサ及びその製造方法を提供することである。また、誘電体フィルムの巻回後の含浸工程を要しない簡略された製造方法を可能とし、製造コストを低くできるコンデンサ用フィルム、そのコンデンサ用フィルムを用いたコンデンサ及びその製造方法を提供することである。
【解決手段】誘電体フィルムと金属薄膜とそれらに密着して形成された樹脂薄膜とからなるコンデンサ用フィルムであって、樹脂薄膜は、高周波領域で低誘電率及び低誘電正接を有する硬化物を形成可能な低溶融粘度のＡステージ樹脂の薄膜であるコンデンサ用フィルムを提供する。
【解決手段】誘電体フィルムと金属薄膜とそれらに密着して形成された樹脂薄膜とからなるコンデンサ用フィルムであって、樹脂薄膜は、高周波領域で低誘電率及び低誘電正接を有する硬化物を形成可能な低溶融粘度のＡステージ樹脂の薄膜であるコンデンサ用フィルムを提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルムコンデンサ用のフィルム、そのフィルムを用いたコンデンサ及びその製造方法に関するものであり、特に、フィルム中の樹脂薄膜の材料として、高周波領域における電気特性において、低誘電率及び低誘電正接性能を有する硬化物を形成可能な所定溶融粘度のＡステージ樹脂を用フィルムコンデンサ用のフィルム、そのフィルムを用いたコンデンサ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、フィルムコンデンサは、たとえばアルミニウム等の金属を蒸着して形成されたコンデンサ電極膜を有する１対の誘電体フィルムを所定長さ巻回し、誘電体フィルムの巻回終端部を熱溶着等により端末処理した後、液状エポキシ樹脂等の含浸剤に浸漬させることによりその内部に含浸剤を含浸させ、その端面の絶縁処理を行い、耐湿性や耐電圧性を向上させて製造されていた。
【０００３】
誘電体フィルム巻回後の樹脂含浸は、耐湿性等を向上させるために必要不可欠な工程であるが、誘電体フィルム同士の密着や樹脂の含浸性等から、コンデンサ素子の幅方向中央部にまで樹脂を到達させるのは困難である。その結果、コンデンサ素子本体内部に残留したエアーによりコンデンサ内部でコロナ放電が発生する場合もあり、フィルムコンデンサの十分な信頼性を確保できず、また、誘電体フィルムの巻回後の樹脂含浸工程を必要とすることは、結果として工程数を多くし、フィルムコンデンサの製造コストを高くさせる原因となっていた。そのため、近年、誘電体フィルム巻回後の含浸工程を必要としないフィルムコンデンサの製造方法が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−１３２６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１記載の製造方法では、誘電体フィルムを重ね合わせた後で、巻回する直前に、各誘電体フィルムに絶縁性樹脂を滴下等により塗布することにより、誘電体フィルム巻回後の巻回体の両端面から絶縁性樹脂をはみ出させ、はみ出した絶縁性樹脂により巻回体の端面の絶縁処理を行うため、巻回体における誘電体フィルム間に塗布された絶縁性樹脂には斑を生じ、電極膜を覆う有効な絶縁性樹脂薄膜を形成できず、さらには、残留するエアー等により、巻回体に用いられる誘電体フィルムの微細な加工も困難であった。その結果、信頼性の高いフィルムコンデンサを製造することができなかった。
【０００５】
また、近年、通信情報量の急増に伴い、通信機の小型化、軽量化、高速化が強く望まれており、これに対応できる低誘電性電気絶縁材料が要求されている。特に、自動車電話、デジタル携帯電話機等の携帯移動体通信、衛星通信に使用される電波の周波数帯域はメガからギガ帯の高周波帯域のものが使用されていることから優れた高周波電送性と低誘電性とを合わせもつ電気絶縁材料が要求されている。
【０００６】
さらに、高周波領域の通信分野において信号の誤動作を少なくするため、誘電損失及び電気抵抗による発熱を抑制することが要求されている。
【０００７】
本発明は、上述の問題点及び要求に鑑みてなされたものであり、第１の目的は、信頼性の高いコンデンサ用フィルムを用いたコンデンサ及びその製造方法を提供することである。第２の目的は、誘電体フィルムの巻回後の含浸工程を要しない簡略された製造方法を可能とするコンデンサ用フィルム、そのコンデンサ用フィルムを用いたコンデンサ及びその製造方法を提供することである。そして、第３の目的は、製造コストが低くできるコンデンサ用フィルム、そのコンデンサ用フィルムを用いたコンデンサ及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上のような目的を達成するため、本願発明に係るコンデンサ用フィルムは、誘電体フィルムと金属薄膜とそれらに密着して形成された樹脂薄膜とからなるコンデンサ用フィルムであって、樹脂薄膜は、高周波領域で低誘電率及び低誘電正接を有する硬化物を形成可能な所定溶融粘度のＡステージ樹脂の薄膜であることを特徴とする。また、本願発明に係るコンデンサ及び本願発明に係るコンデンサの製造方法は、上述のコンデンサ用フィルムを用いることを特徴とする。
【０００９】
具体的には、本願発明に係るコンデンサ用フィルムは、
所定の幅及び厚さを有する長尺の誘電体フィルムと、前記誘電体フィルムの上面に前記誘電体フィルムの長手方向に延びる第一の幅に形成された金属薄膜と、前記誘電体フィルム及び前記金属薄膜に密着して形成された樹脂薄膜とからなるコンデンサ用フィルムであって、
前記樹脂薄膜は、前記金属薄膜が形成された誘電体フィルムの表面と第二の幅で、かつ、前記金属薄膜が形成された誘電体フィルムの表面と対向する金属薄膜の表面と第三の幅で密着して形成され、
前記樹脂薄膜は、高周波領域で低誘電率及び低誘電正接を有する硬化物を形成可能な所定溶融粘度のＡステージ樹脂の薄膜である、
ことを特徴とする。
【００１０】
上述した発明によれば、樹脂薄膜は、高周波領域で低誘電率及び低誘電正接を有する硬化物を形成可能なＡステージ樹脂の薄膜であることから、コンデンサ用フィルムを巻回し熱硬化させたコンデンサは誘電損失及び電気抵抗による発熱を抑制することが可能となるため、高周波領域の通信分野において信号の誤動作を少なくすることができる。
【００１１】
また、コンデンサ用フィルムを巻回し熱硬化させた後、樹脂薄膜は、コンデンサにおける金属薄膜が水分と反応して侵食が進むことを防止することできる。したがって、コンデンサ特性が劣化するのを防止することができる。
【００１２】
そして、樹脂薄膜は、硬化物を形成可能な所定溶融粘度のＡステージ樹脂の薄膜であることから、所定温度等の条件の下で流れ性を制御できるため、高圧による熱圧着を行うことなく低圧の圧着により、誘電体フィルム表面に形成された金属薄膜による凹凸に対して、Ａステージ樹脂の良好な埋め込みが可能となり、Ａステージ樹脂により誘電体フィルムと金属薄膜とを内部に封止したコンデンサを製造することができる。したがって、コンデンサ用フィルムを巻回した後のコンデンサ内部にエアーが残留することはなくなり良好な密着性を有するフィルムコンデンサを製造することができ、エアーに起因するコロナ放電が発生することも防止できる。
【００１３】
さらに、樹脂薄膜としてＡステージ樹脂の薄膜を用いていることから、誘電体フィルム及び金属薄膜への貼り付けが容易に行えるだけでなく、密着させた後もＡステージ状態である場合は、誘電体フィルム及び金属薄膜接着フィルムからの剥離も容易に行うことができる。
【００１４】
ここで、「誘電体フィルム」とは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の誘電体フィルムをいう。また、「金属薄膜」の材質としては、アルミニウム、亜鉛などをいう。
【００１５】
「Ａステージ樹脂」とは、架橋反応開始前の樹脂組成物をいい、具体的には、樹脂組成物と硬化剤とを混合し、有機溶剤に溶解しうる状態の樹脂組成物をいう。例えば、エポキシ樹脂組成物等を含む所定の樹脂組成物を溶剤で希釈し、支持体の表面に塗布して乾燥させた未硬化状態の樹脂組成物をいう。「溶剤」としては、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、更に、トルエン、キシレン等の芳香族溶剤、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート等の低沸点溶媒等が挙げられる。
【００１６】
Ａステージ樹脂としては、（Ａ）以下の一般式（１）で示されるビニル化合物と、
【化３】
【化４】
（式中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７は同一又は異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基又はフェニル基であり、
−（Ｏ−Ｘ−Ｏ）−は構造式（２）で示され、ここで、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１４、Ｒ１５は、同一又は異なってもよく、ハロゲン原子又は炭素数６以下のアルキル基又はフェニル基であり、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３は、同一又は異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子又は炭素数６以下のアルキル基又はフェニル基であり、
−（Ｙ−Ｏ）−は構造式（３）で示される１種類の構造、又は構造式（３）で示される２種類以上の構造がランダムに配列したものであり、ここで、Ｒ１６、Ｒ１７は同一又は異なってもよく、ハロゲン原子又は炭素数６以下のアルキル基又はフェニル基であり、Ｒ１８、Ｒ１９は同一又は異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子又は炭素数６以下のアルキル基又はフェニル基であり、
Ｚは炭素数１以上の有機基であり、場合により酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ハロゲン原子を含むこともあり、
ａ、ｂは少なくともいずれか一方が０でない、０〜３００の整数を示し、
ｃ、ｄは０又は１の整数を示す。）
（Ｂ）ゴム及び／又は熱可塑性エラストマーと、
を含む熱硬化性樹脂組成物を主成分とする樹脂組成物が好ましい。
【００１７】
また、Ａステージ樹脂として、
（Ｃ）フェノール骨格とビフェニル骨格を有するノボラック型エポキシ樹脂、及び重量平均分子量が１０，０００〜２００，０００であり、かつ水酸基を有する二官能性直鎖状エポキシ樹脂よりなる群から選択される１種以上のエポキシ樹脂、並びに
（Ｄ）フェノール性水酸基の少なくとも一部を脂肪酸でエステル化した変性フェノールノボラック、を含むエポキシ樹脂組成物を主成分とする樹脂組成物も好ましい。
【００１８】
本願発明に係るコンデンサ用フィルムとして、樹脂薄膜の第三の幅は、金属薄膜の第一の幅より小さい、ことが好ましい。
【００１９】
上述した発明によれば、樹脂薄膜の第三の幅は、金属薄膜の第一の幅より小さいことから、コンデンサ用フィルムを用いてコンデンサを製造するために２枚のコンデンサ用フィルムを交互に積み重ねて巻回した際、巻回体の両端面に金属薄膜が露出するとともに、らせん状の凹部が表れるため、コンデンサの端子を形成した際、密着性を向上させることができる。また、Ａステージ樹脂は、所定条件の下、流れ性を制御できることから、コンデンサ用フィルムを巻回するだけで巻回体の両端面に表れる凹部にＡステージ樹脂を押し出すことができる。その結果、樹脂薄膜の厚さと、第一、第二及び第三の幅とを調整するだけでコンデンサの容量を制御でき、金属薄膜の十分な封止が可能となり、コロナ放電や侵食等を防止でき、信頼性の高いコンデンサ用フィルム及びコンデンサを製造することができる。
【００２０】
本願発明に係るコンデンサ用フィルムとして、樹脂薄膜の第三の幅は、金属薄膜の第一の幅である、ことも望ましい。
【００２１】
上述した発明によれば、樹脂薄膜の第三の幅は、金属薄膜の第一の幅であることから、Ａステージ樹脂の薄膜により、誘電体フィルム及び金属薄膜の十分な封止が可能となり、コロナ放電や侵食等を防止でき、信頼性の高いコンデンサ用フィルム及びコンデンサを製造することができる。
【００２２】
また、本願発明に係るコンデンサ用フィルムを用いたコンデンサは、
第一のコンデンサ用フィルム及び第二のコンデンサ用フィルムを用いたコンデンサであって、
前記第一のコンデンサ用フィルムの誘電体フィルムの面のうち、前記金属薄膜が形成された面と対向する面と、前記第二のコンデンサ用フィルムの樹脂薄膜の面のうち、前記金属薄膜が密着する面と対向する面とを密着して積み重ね、前記第一及び第二のコンデンサ用フィルムの露出した金属薄膜が前記コンデンサ用フィルムの長手方向中心線に対して対称に設け、前記第二のコンデンサ用フィルムの誘電体フィルムを中心に、積み重ねた前記第一及び第二のコンデンサ用フィルムを巻回して熱硬化させたコンデンサ用フィルムの巻回体と、
巻回された前記コンデンサ用フィルムの金属薄膜ごとに導通可能に設けられた端子と、
を含み、
前記第一のコンデンサ用フィルム及び第二のコンデンサ用フィルムは上述のコンデンサ用フィルムである、
ことを特徴とする。
【００２３】
上述した発明によれば、第一のコンデンサ用フィルムの誘電体フィルムの面のうち、金属薄膜が形成された面と対向する面と、第二のコンデンサ用フィルムの樹脂薄膜の面のうち、金属薄膜が密着する面と対向する面とを密着して積み重ね、第一及び第二のコンデンサ用フィルムの露出した金属薄膜が前記コンデンサ用フィルムの長手方向中心線に対して対称に設けることから、上述したコンデンサ用フィルムを交互に積み重ねた単純な構造が可能となるため、同一コンデンサ用フィルムを量産することでコンデンサを量産することが可能となる。したがって、長尺の誘電体フィルムから所定の幅を有する同一のコンデンサ用フィルムを製造することで、コンデンサ用フィルム及びそのフィルムを用いたコンデンサの量産が可能となり、さらに、コンデンサを小型化することで、コンデンサ用フィルムの幅も小さくなるため、さらなる量産が可能となる。
【００２４】
また、第二のコンデンサ用フィルムの誘電体フィルムを中心に、積み重ねた第一及び第二のコンデンサ用フィルムを巻回したコンデンサ用フィルムの巻回体となることから、巻回体の外表面はＡステージ樹脂の樹脂薄膜により覆われ、熱硬化させた後は防湿性に優れたコンデンサを製造することができる。
【００２５】
そして、本願発明に係るコンデンサ用フィルムを用いたコンデンサの製造方法は、
上述のコンデンサ用フィルムを第一のコンデンサ用フィルムと第二のコンデンサ用フィルムとして用いたコンデンサの製造方法であって、
前記第一のコンデンサ用フィルムの誘電体フィルムの面のうち、前記金属薄膜が形成された面と対向する面と、前記第二のコンデンサ用フィルムの樹脂薄膜の面のうち、前記金属薄膜が密着する面と対向する面とを密着して積み重ね、かつ、前記第一及び第二のコンデンサ用フィルムの露出した金属薄膜が前記コンデンサ用フィルムの長手方向中心線に対して対称に設けられる工程と、
前記第二のコンデンサ用フィルムの誘電体フィルムを中心に、積み重ねた前記第一及び第二のコンデンサ用フィルムを巻回する工程と、
前記巻回されたコンデンサ用フィルムの巻回体を熱硬化させる工程と、
を含むことを特徴とする。
【００２６】
上述した発明によれば、第二のコンデンサ用フィルムの誘電体フィルムを中心に、積み重ねた第一及び第二のコンデンサ用フィルムを巻回する工程と、巻回されたコンデンサ用フィルムの巻回体を熱硬化させる工程と、を含むことから、Ａステージ樹脂の樹脂薄膜により、エアーを残存させることなく、誘電体フィルム及び金属薄膜が封止できることから、コンデンサ製造工程において巻回体をエポキシ樹脂等の含浸剤に含浸する必要がなく、製造工程を簡略したコストの低い製造が可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
上述した発明によれば、高周波領域で低誘電率及び低誘電正接を有する硬化物を形成可能なＡステージ樹脂の樹脂薄膜により、コンデンサ用フィルムを巻回し熱硬化させたコンデンサは誘電損失及び電気抵抗による発熱を抑制することが可能となるため、高周波領域の通信分野において信号の誤動作を少なくすることができる。また、コンデンサ用フィルムを巻回し熱硬化させた後、樹脂薄膜は、コンデンサにおける金属薄膜が水分と反応して侵食が進むことを防止することできる。したがって、コンデンサ特性が劣化するのを防止することができる。
【００２８】
さらに、硬化物を形成可能な所定溶融粘度のＡステージ樹脂の樹脂薄膜により、所定温度等の条件の下で流れ性を制御できるため、高圧による熱圧着を行うことなく低圧の圧着により、誘電体フィルム表面に形成された金属薄膜による凹凸に対して、Ａステージ樹脂の良好な埋め込みが可能となり、Ａステージ樹脂により誘電体フィルムと金属薄膜とを内部に封止したコンデンサを作製することができる。したがって、コンデンサ用フィルムを巻回した後のコンデンサ内部にエアーが残留することはなくなり良好な密着性を有するフィルムコンデンサを製造することができ、エアーに起因するコロナ放電が発生することも防止できる。
【００２９】
したがって、信頼性の高いコンデンサ用フィルム及びこれを用いたコンデンサを製造することができる。また、上述のコンデンサ用フィルムを用いることで、誘電体フィルム巻回後の含浸工程を要しない簡略された製造方法が可能となり、その結果、製造コストが低くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
図１〜図２を用いて、本発明の実施形態に係るコンデンサ用フィルムについて、図面を参照しつつ説明する。さらに、図３〜図７を用いて、本発明の実施形態に係るコンデンサ用フィルムを用いたコンデンサ及びそのコンデンサの製造方法を説明する。本発明の実施形態に係るコンデンサ用フィルムは、長尺の誘電体フィルムと、誘電体フィルムの上面に誘電体フィルムの長手方向に延びる所定の幅に形成された金属薄膜と、誘電体フィルム及び金属薄膜に密着して形成された樹脂薄膜とからなる３層構造のフィルムである。そして、コンデンサは、２枚の上記フィルム用コンデンサを密着して積み重ねて巻回することにより製造される。
【００３１】
図１（ａ）は本発明の第１実施形態に係るコンデンサ用フィルム１００の概念断面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のコンデンサ用フィルム１００の概念斜視図である。図２（ａ）は本発明の第２実施形態に係るコンデンサ用フィルム２００の概念断面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のコンデンサ用フィルム２００の概念斜視図である。図３〜図６は、第１実施形態に係るコンデンサ用フィルムを用いたコンデンサの製造方法を説明するための図であり、図３（ａ）は誘電体フィルム３３０の表面にスリット状に蒸着されたアルミニウム薄膜３２０に対して、Ａステージ樹脂薄膜３１０をアルミニウム薄膜３２０表面の中央部付近が露出するようにスリット状にＡステージ樹脂を塗布したコンデンサ用フィルム３００の概念断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のコンデンサ用フィルム３００の概念斜視図である。図４は破線により切断線を表したコンデンサ用フィルム３００の概念断面図である。図５（ａ）は切断後のコンデンサ用フィルム３００の概念断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）の切断後のコンデンサ用フィルム３００の概念斜視図である。図６（ａ）は２つのコンデンサ用フィルムを積み重ねたコンデンサ用フィルムの概念断面図であり、図６（ｂ）は積み重ねたコンデンサ用フィルムの概念斜視図である。図７はコンデンサ用フィルム巻回後のコンデンサ４００の概要図である。
【００３２】
＜＜コンデンサ用フィルム＞＞
＜第１実施形態＞
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、第１実施形態に係るコンデンサ用フィルム１００は、所定の幅及び厚さを有する長尺の誘電体フィルム１３０と、誘電体フィルム１３０の上面に誘電体フィルム１３０の長手方向に延びる第一の幅に形成された金属薄膜１２０と、誘電体フィルムとは第二の幅で密着し、かつ、金属薄膜１２０とは第三の幅で密着して形成された樹脂薄膜１１０とから構成される。図１（ａ）及び図１（ｂ）は、コンデンサ用フィルムを説明するために誇張した図であり、例えば、樹脂薄膜１１０の幅（第二の幅＋第三の幅）は８ｍｍ、金属薄膜表面からの厚さは１．５〜２．５μｍであり、金属薄膜１２０の幅（第一の幅）は８ｍｍ、誘電体フィルム表面からの厚さは数十ｎｍであり、誘電体フィルム１３０の幅（第一の幅＋第二の幅）は９ｍｍ、厚さは４．４μｍである。
【００３３】
第１実施形態に係るコンデンサ用フィルムでは、樹脂薄膜１１０の樹脂として、Ａステージ樹脂、具体的には、（Ｃ）フェノール骨格とビフェニル骨格を有するノボラック型エポキシ樹脂、及び重量平均分子量が１０，０００〜２００，０００であり、かつ水酸基を有する二官能性直鎖状エポキシ樹脂よりなる群から選択される１種以上のエポキシ樹脂、並びに、（Ｄ）フェノール性水酸基の少なくとも一部を脂肪酸でエステル化した変性フェノールノボラック、を含むエポキシ樹脂組成物を主成分とする樹脂組成物を用いた。金属薄膜１２０の材料としてアルミニウムを、誘電体フィルム１１０の材料としてＰＥＴフィルムを用いた。
【００３４】
上記Ａステージ樹脂の溶融粘度は、１００℃で約１００Ｐａ・ｓ、１５０℃で約１０００Ｐａ・ｓ、１８０℃で約２９０００Ｐａ・ｓであった。第１実施形態に係るフィルム用コンデンサを用いてフィルムコンデンサを製造する際の温度条件により、Ａステージ樹脂の流れ性を制御することが可能となり、所望形態のＡステージ樹脂の樹脂薄膜を有するコンデンサ用フィルムを製造することができる。さらに、熱硬化前のコンデンサ用フィルムの巻回体においても、Ａステージ樹脂の樹脂薄膜の流れ性を制御できるため、巻回体の形態・構成に応じて要求される樹脂流れ性に制御して、所望のフィルムコンデンサを製造することができる。
【００３５】
ここで、上記Ａステージ樹脂、具体的には、Ａステージ樹脂の硬化物に関する誘電率や誘電正接などに関する物性を、表１に示す。誘電特性については、支持体である離型剤付フィルム（シリコーン系離型剤、ＰＥＴフィルム）上に、ドクターコーター、スロットダイコーター又はマイクログラビヤコーターを用いて、硬化後の厚みが２〜９０μｍとなるよう塗布し、乾燥後、未硬化のフィルムを得た。その後、８０℃で３０分、１００℃で６０分、１５０℃で６０分、１８０℃で６０分の条件で硬化させ、支持体を剥した後、１５０℃に加熱したガラス板ではさみ平らな状態にしたフィルムを得た。この硬化フィルムに、さらに同じ組成の未硬化のフィルムをスタックし、真空加熱硬化を行った。得られたフィルムを幅１．５ｍｍ、長さ８０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍに加工し、試料とした。試料を、室温で、空洞共振器（機器名：摂動法誘電体測定装置、関東電子応用開発(株)製）を用いて、誘電率、誘電正接を測定した。
【００３６】
【表１】
【００３７】
表１に示されるように、上記Ａステージ樹脂は、誘電特性に優れた硬化物を形成できることが確認された。一方、従来の組成物によるフィルムは、その特性は、誘電率（５ＧＨｚ）では３．０以上、誘電正接（５ＧＨｚ）は０．０２以上であった。また、フィルム厚が、２μｍと薄いものであっても、表１に示した充分な電気的・物理的特性を有することが確認された。
【００３８】
したがって、樹脂薄膜１１０が高周波領域で低誘電率及び低誘電正接を有する硬化物を形成可能なＡステージ樹脂の薄膜であることから、コンデンサ用フィルムを巻回し熱硬化させたコンデンサは誘電損失及び電気抵抗による発熱を抑制することが可能となるため、高周波領域の通信分野において信号の誤動作を少なくすることができる。
【００３９】
また、上記Ａステージ樹脂と一般的なポリイミド樹脂組成物との硬化物に関し、８５℃／８５％ＲＨの条件で１０００時間経過後の誘電率及び誘電正接の変化を比較した。この結果、例えば、５ＧＨｚの場合、上記Ａステージ樹脂に関する硬化物の誘電率は、比較試験開始時は約２．７で、開始時から１０００時間経過後は約３．０に変化するに止まったが、ポリイミド樹脂組成物に関する硬化物の誘電率は、比較試験開始時は約３．８で、開始時から１０００時間経過後は約６．０にまで変化した。さらに、誘電正接に関しては、同じ条件下で、上記Ａステージ樹脂に関する硬化物の誘電正接は、比較試験開始時は約０．０１で、開始時から１０００時間経過後は約０．０１５に変化するに止まったが、ポリイミド樹脂組成物に関する硬化物の誘電正接は、比較試験開始時は約０．０１で、開始時から１０００時間経過後は約０．０４にまで変化した。したがって、上記Ａステージ樹脂の硬化物に関して、耐湿性をも有することが確認された。
【００４０】
さらに、コンデンサ用フィルムを巻回し熱硬化させた後、樹脂薄膜１１０がコンデンサにおける金属薄膜が水分と反応して侵食が進むことを防止することできるため、コンデンサ特性が劣化するのを防止することができる。
【００４１】
そして、樹脂薄膜１１０が硬化物を形成可能な所定溶融粘度のＡステージ樹脂の薄膜であることから、所定温度等の条件の下で流れ性を制御できるため、高圧による熱圧着を行うことなく低圧の圧着により、誘電体フィルム表面に形成された金属薄膜による凹凸に対して、Ａステージ樹脂の良好な埋め込みが可能となり、Ａステージ樹脂により誘電体フィルムと金属薄膜とを内部に封止したコンデンサを製造することができる。したがって、コンデンサ用フィルムを巻回した後のコンデンサ内部にエアーが残留することはなくなり良好な密着性を有するフィルムコンデンサを製造することができ、エアーに起因するコロナ放電が発生することも防止できる。
【００４２】
さらに、樹脂薄膜としてＡステージ樹脂の薄膜を用いていることから、誘電体フィルム及び金属薄膜への貼り付けが容易に行えるだけでなく、密着させた後もＡステージ状態である場合は、誘電体フィルム及び金属薄膜接着フィルムからの剥離も容易に行うことができる。
【００４３】
ここで、第１実施形態に係るコンデンサ用フィルムは、長手方向に、樹脂薄膜１１０と、金属薄膜１２０と、誘電体フィルム１３０とから順に構成される３層構造と、樹脂薄膜１１０と、誘電体フィルム１３０とから構成され、金属薄膜１２０が露出しない２層構造とからなる端面が形成される。また、金属薄膜１２０の幅が、樹脂薄膜１１０が金属薄膜１２０と密着している幅より大きいため、樹脂薄膜１１０から誘電体フィルム１３０の方向にコンデンサ用フィルムを観察した場合、樹脂薄膜１１０の端部において長手方向に金属薄膜１２０が露出する。したがって、第１実施形態に係るコンデンサ用フィルムを図６のように２枚交互に積み重ねることで、凹部を有する５層構造の２つの端面を形成することができる。
【００４４】
したがって、積み重ねたコンデンサ用フィルム１００を巻回した際、巻回体の両端面に金属薄膜が露出するとともに、らせん状の凹部が表れるため、コンデンサの端子を形成した際、密着性を向上させることができる。また、Ａステージ樹脂は、流れ性が良いことから、コンデンサ用フィルムを巻回するだけで巻回体の両端面に表れる凹部にＡステージ樹脂を押し出すことができるため、樹脂薄膜１１０の厚さと、金属薄膜１２０の幅（第一の幅）、誘電体フィルム１３０と密着している樹脂薄膜１１０の幅（第二の幅）及び金属薄膜１２０と密着している樹脂薄膜１１０の幅（第三の幅）とを調整するだけで、コンデンサの容量を制御でき、金属薄膜１２０の十分な封止が可能となり、コロナ放電や侵食等を防止でき、信頼性の高いコンデンサ用フィルム及びコンデンサを製造することができる。
【００４５】
なお、樹脂薄膜１１０の樹脂として、上記Ａステージ樹脂に限定されず、高周波領域で低誘電率及び低誘電正接を有する硬化物を形成可能な所定溶融粘度のＡステージ樹脂であれば、本実施形態に適用することができる。例えば、（Ａ）以下の一般式（１）で示されるビニル化合物と、
【化５】
【化６】
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７は同一又は異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基又はフェニル基であり、−（Ｏ−Ｘ−Ｏ）−は構造式（２）で示され、ここで、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１４、Ｒ１５は、同一又は異なってもよく、ハロゲン原子又は炭素数６以下のアルキル基又はフェニル基であり、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３は、同一又は異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子又は炭素数６以下のアルキル基又はフェニル基であり、−（Ｙ−Ｏ）−は構造式（３）で示される１種類の構造、又は構造式（３）で示される２種類以上の構造がランダムに配列したものであり、ここで、Ｒ１６、Ｒ１７は同一又は異なってもよく、ハロゲン原子又は炭素数６以下のアルキル基又はフェニル基であり、Ｒ１８、Ｒ１９は同一又は異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子又は炭素数６以下のアルキル基又はフェニル基であり、Ｚは炭素数１以上の有機基であり、場合により酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ハロゲン原子を含むこともあり、ａ、ｂは少なくともいずれか一方が０でない、０〜３００の整数を示し、ｃ、ｄは０又は１の整数を示す。）（Ｂ）ゴム及び／又は熱可塑性エラストマーと、を含む熱硬化性樹脂組成物を主成分とする樹脂組成物も用いることができる。
【００４６】
また、上記Ａステージ樹脂の硬化物に関して、８５℃／８５％ＲＨの条件下、例えば、５ＧＨｚの場合、誘電率は、比較試験開始時は約２．５５で、開始時から１０００時間経過後は約２．５７に変化し、誘電正接は、比較試験開始時は約０．００２１で、開始時から１０００時間経過後は約０．００３４に変化した。したがって、上記Ａステージ樹脂の硬化物も耐湿性を有する。
【００４７】
＜第２実施形態＞
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、第２実施形態に係るコンデンサ用フィルム２００は、第１実施形態に係るコンデンサ用フィルム１００と同様に、所定の幅及び厚さを有する長尺の誘電体フィルム２３０と、誘電体フィルム２３０の上面に誘電体フィルム２３０の長手方向に延びる第一の幅に形成された金属薄膜２２０と、誘電体フィルムとは第二の幅で密着し、かつ、金属薄膜２２０とは第三の幅で密着して形成された樹脂薄膜２１０とから構成される。第１実施形態に係るコンデンサ用フィルム１００と第２実施形態に係るコンデンサ用フィルム２００との違いは、金属薄膜２２０の幅が、樹脂薄膜２１０が金属薄膜２２０と密着している幅と同じ、すなわち、樹脂薄膜２３０の第三の幅と金属薄膜２２０の第一の幅とが同じであることである。したがって、第２実施形態に係るコンデンサ用フィルム２００を２枚交互に積み重ねることで、凹部を有さない５層構造の２つの端面を形成することができる。
【００４８】
この結果、Ａステージ樹脂の樹脂薄膜２１０により、誘電体フィルム２３０及び金属薄膜２２０の十分な封止が可能となり、コロナ放電や侵食等を防止でき、信頼性の高いコンデンサ用フィルム及びコンデンサを製造することができる。
【００４９】
＜＜コンデンサ＞＞
図６及び図７を参照して、上記第１実施形態及び第２実施形態に係るコンデンサ用フィルムを用いたコンデンサを、第１実施形態に係るコンデンサ用フィルム１００を用いて説明する。図７に示すように、製造されるコンデンサ４００は、２枚のコンデンサ用フィルムの巻回体４１０の端面において、コンデンサ用フィルムの樹脂薄膜であるＡステージ樹脂を巻回体４１０の両端面にはみ出させ、はみ出たＡステージ樹脂４２０により巻回体４１０の両端面の絶縁処理を行ったものである。フィルムコンデンサとして機能させるため、例えば、コンデンサ用フィルム巻回開始の際にコンデンサ用フィルムの末端処理を行い、コンデンサ用フィルムの金属薄膜ごとに導通可能にコンデンサ端子４３０を設ける。
【００５０】
ここで、図６に示されるように、第１の実施形態に係るコンデンサ用フィルムを用いたコンデンサは、２枚のコンデンサ用フィルム３００，３０２を交互に積み重ね、巻回したものである。具体的には、コンデンサ用フィルム３００の誘電体フィルム３１０と、コンデンサ用フィルム３０２の樹脂薄膜３１２とを密着して積み重ね、コンデンサ用フィルム３００，３０２の露出した金属薄膜３２０，３２２が長手方向中心線に対して対称となるように構成されたものをコンデンサ用フィルム３０２の誘電体フィルム３３２を中心に巻回して熱硬化させた巻回体を含む。
【００５１】
したがって、同一のコンデンサ用フィルム３００，３０２を交互に積み重ねた単純な構造が可能となるため、同一コンデンサ用フィルムを量産することでコンデンサを量産することが可能となる。この結果、長尺の誘電体フィルムから所定の幅を有する同一のコンデンサ用フィルムを製造することで、コンデンサ用フィルム及びそのフィルムを用いたコンデンサの量産が可能となり、さらに、コンデンサを小型化することで、コンデンサ用フィルムの幅も小さくなるため、さらなる量産が可能となる。
【００５２】
また、コンデンサ用フィルム３０２の誘電体フィルム３３２を中心に、積み重ねたコンデンサ用フィルム３００，３０２を巻回したコンデンサ用フィルムの巻回体となることから、巻回体の外表面はＡステージ樹脂の樹脂薄膜により覆われ、熱硬化させた後は防湿性に優れたコンデンサを製造することができる。
【００５３】
＜＜コンデンサ用フィルム及びそれを用いたコンデンサの製造方法＞＞
＜コンデンサ用フィルム製造工程＞
上述したとおり、本実施形態に係るコンデンサは、２枚の同一構造のコンデンサ用フィルムの巻回体を用いている。したがって、コンデンサ用フィルム製造方法においては、所定の幅の誘電体フィルム３３０の表面上に、所定の幅で均等なスリット状に蒸着された金属薄膜３２０を形成した後、Ａステージ樹脂を所定の幅で均等なスリット状に塗布する。誘電体フィルム３３０の表面にスリット状に蒸着されたアルミニウム薄膜３２０に対して、Ａステージ樹脂薄膜３１０をアルミニウム薄膜３２０表面の中央部付近が露出するようにスリット状にＡステージ樹脂を塗布したコンデンサ用フィルム３００の概念断面図を図３（ａ）に、概念斜視図を図３（ａ）に示す。
【００５４】
Ａステージ樹脂を塗布する方法は、特に限定されないが、薄膜化・膜厚制御の観点から、マイクログラビア法、スロットダイ法が好ましい。マイクログラビア法を採用した場合、セル容積の小さいグラビアロールの選択等により、２０μｍ以下の厚みの樹脂薄膜３１０を得ることができる。
【００５５】
そして、Ａステージ樹脂を塗布した後、乾燥させる。乾燥条件は、有機溶剤の種類や量、塗布の厚み等に応じて、適宜、設定することができ、例えば、８０〜１２０℃で、１〜３０分程度とすることができる。このようにして得られたコンデンサ用フィルムは未硬化の状態であり、さらに硬化させることができる。
【００５６】
＜切断工程＞
図４、図５（ａ）及び図５（ｂ）を参照して切断工程を説明する。図４は破線により切断線を表したコンデンサ用フィルム３００の概念断面図である。図４に示すように、コンデンサ用フィルムの樹脂薄膜３１０の中央部と、樹脂薄膜３１０どうし間で露出する金属薄膜３２０の中央部、すなわち、樹脂薄膜３１０どうし間の中央部とを切断する。このように切断することによって、切断間隔を狭くすることで、コンデンサ用フィルムの量産が可能となる。具体的には、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すとおり、左右対称な同一のコンデンサ用フィルムを同時に製造することが可能となる。
【００５７】
＜積み重ね工程＞
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すとおり、２枚のコンデンサ用フィルム３００，３０２を交互に積み重ねる。具体的には、コンデンサ用フィルム３００の誘電体フィルム３１０と、コンデンサ用フィルム３０２の樹脂薄膜３１２とを密着して積み重ね、コンデンサ用フィルム３００，３０２の露出した金属薄膜３２０，３２２がコンデンサ用フィルムの長手方向中心線に対して対称となるように積み重ねて圧着する。
【００５８】
＜巻回工程＞
積み重ねられた２枚のコンデンサ用フィルム３００，３０２を、コンデンサ用フィルム３０２の誘電体フィルム３３２を中心に巻回して巻回体とする。その際、樹脂薄膜３１０，３１２のＡステージ樹脂には流れ性があることから、巻回体の円周面を含む巻回体の外表面がＡステージ樹脂の樹脂薄膜により覆われ、熱硬化させた後は防湿性に優れたコンデンサを製造することができる。特に、樹脂薄膜の厚さや幅や、巻回圧力・速度等を調整するだけで、巻回体端面に押し出されるＡステージ樹脂量を調整することができる。
【００５９】
＜熱硬化工程＞
Ａステージ樹脂の硬化物に関する低誘電率、低誘電正接、耐湿性等を発揮させるため、巻回されたコンデンサ用フィルムの巻回体を熱硬化させる。硬化条件は、適宜、設定することができ、例えば、１５０〜２５０℃で、１０〜１５０分程度とすることができる。
【００６０】
したがって、コンデンサ用フィルム３０２の誘電体フィルム３３２を中心に、積み重ねたコンデンサ用フィルム３００，３０２を巻回する工程と、巻回されたコンデンサ用フィルムの巻回体を熱硬化させる工程とにより、Ａステージ樹脂の樹脂薄膜３１０，３１２により、エアーを残存させることなく、誘電体フィルム３３０，３３２及び金属薄膜３２０，３２２が封止できることから、コンデンサ製造工程において巻回体をエポキシ樹脂等の含浸剤に含浸する必要がなく、製造工程を簡略したコストの低い製造が可能となる。
【００６１】
なお、コンデンサ端子については、例えば、コンデンサ用フィルム巻回開始の際にコンデンサ用フィルムの末端処理を行い、コンデンサ用フィルムの金属薄膜ごとに導通可能にコンデンサ端子を設けるようにすることができる。
【００６２】
以上のとおり、本実施形態によれば、高周波領域で低誘電率及び低誘電正接を有する硬化物を形成可能なＡステージ樹脂の樹脂薄膜により、コンデンサ用フィルムを巻回し熱硬化させたコンデンサは誘電損失及び電気抵抗による発熱を抑制することが可能となるため、高周波領域の通信分野において信号の誤動作を少なくすることができる。また、コンデンサ用フィルムを巻回し熱硬化させた後、樹脂薄膜は、コンデンサにおける金属薄膜が水分と反応して侵食が進むことを防止することできる。したがって、コンデンサ特性が劣化するのを防止することができる。
【００６３】
さらに、硬化物を形成可能な所定溶融粘度のＡステージ樹脂の樹脂薄膜により、所定温度等の条件の下で流れ性を制御できるため、高圧による熱圧着を行うことなく低圧の圧着により、誘電体フィルム表面に形成された金属薄膜による凹凸に対して、Ａステージ樹脂の良好な埋め込みが可能となり、Ａステージ樹脂により誘電体フィルムと金属薄膜とを内部に封止したコンデンサを製造することができる。したがって、コンデンサ用フィルムを巻回した後のコンデンサ内部にエアーが残留することはなくなり良好な密着性を有するフィルムコンデンサを製造することができ、エアーに起因するコロナ放電が発生することも防止できる。
【００６４】
したがって、信頼性の高いコンデンサ用フィルム及びこれを用いたコンデンサを製造することができる。また、上述のコンデンサ用フィルムを用いることで、誘電体フィルム巻回後の含浸工程を要しない簡略された製造方法が可能となり、その結果、製造コストが低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１（ａ）】本発明の第１実施形態に係るコンデンサ用フィルム１００の概念断面図である。
【図１（ｂ）】図１（ａ）のコンデンサ用フィルム１００の概念斜視図である。
【図２（ａ）】本発明の第２実施形態に係るコンデンサ用フィルム２００の概念断面図である。
【図２（ｂ）】図２（ａ）のコンデンサ用フィルム２００の概念斜視図である。
【図３（ａ）】誘電体フィルム３３０の表面上のスリット状の金属薄膜３２０に対してスリット状にＡステージ樹脂を塗布したコンデンサ用フィルム３００の概念断面図である。
【図３（ｂ）】図３（ａ）のコンデンサ用フィルムの概念斜視図である。
【図４】切断線を表したコンデンサ用フィルム３００の概念断面図であるである。
【図５（ａ）】切断後のコンデンサ用フィルム３００の概念断面図である。
【図５（ｂ）】図５（ａ）の切断後のコンデンサ用フィルム３００の概念斜視図である。
【図６（ａ）】２つのコンデンサ用フィルムを積み重ねたコンデンサ用フィルムの概念断面図である。
【図６（ｂ）】積み重ねたコンデンサ用フィルムの概念斜視図である。
【図７】コンデンサ用フィルム巻回後のコンデンサの概要図である。
【符号の説明】
【００６６】
１００、２００、３００、３０２ コンデンサ用フィルム
１１０、２１０、３１０、３１２ 樹脂薄膜
１２０、２２０、３２０、３２２ 金属薄膜
１３０、２３０、３３０、３３２ 誘電体フィルム
４００ コンデンサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルムコンデンサ用のフィルム、そのフィルムを用いたコンデンサ及びその製造方法に関するものであり、特に、フィルム中の樹脂薄膜の材料として、高周波領域における電気特性において、低誘電率及び低誘電正接性能を有する硬化物を形成可能な所定溶融粘度のＡステージ樹脂を用フィルムコンデンサ用のフィルム、そのフィルムを用いたコンデンサ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、フィルムコンデンサは、たとえばアルミニウム等の金属を蒸着して形成されたコンデンサ電極膜を有する１対の誘電体フィルムを所定長さ巻回し、誘電体フィルムの巻回終端部を熱溶着等により端末処理した後、液状エポキシ樹脂等の含浸剤に浸漬させることによりその内部に含浸剤を含浸させ、その端面の絶縁処理を行い、耐湿性や耐電圧性を向上させて製造されていた。
【０００３】
誘電体フィルム巻回後の樹脂含浸は、耐湿性等を向上させるために必要不可欠な工程であるが、誘電体フィルム同士の密着や樹脂の含浸性等から、コンデンサ素子の幅方向中央部にまで樹脂を到達させるのは困難である。その結果、コンデンサ素子本体内部に残留したエアーによりコンデンサ内部でコロナ放電が発生する場合もあり、フィルムコンデンサの十分な信頼性を確保できず、また、誘電体フィルムの巻回後の樹脂含浸工程を必要とすることは、結果として工程数を多くし、フィルムコンデンサの製造コストを高くさせる原因となっていた。そのため、近年、誘電体フィルム巻回後の含浸工程を必要としないフィルムコンデンサの製造方法が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−１３２６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１記載の製造方法では、誘電体フィルムを重ね合わせた後で、巻回する直前に、各誘電体フィルムに絶縁性樹脂を滴下等により塗布することにより、誘電体フィルム巻回後の巻回体の両端面から絶縁性樹脂をはみ出させ、はみ出した絶縁性樹脂により巻回体の端面の絶縁処理を行うため、巻回体における誘電体フィルム間に塗布された絶縁性樹脂には斑を生じ、電極膜を覆う有効な絶縁性樹脂薄膜を形成できず、さらには、残留するエアー等により、巻回体に用いられる誘電体フィルムの微細な加工も困難であった。その結果、信頼性の高いフィルムコンデンサを製造することができなかった。
【０００５】
また、近年、通信情報量の急増に伴い、通信機の小型化、軽量化、高速化が強く望まれており、これに対応できる低誘電性電気絶縁材料が要求されている。特に、自動車電話、デジタル携帯電話機等の携帯移動体通信、衛星通信に使用される電波の周波数帯域はメガからギガ帯の高周波帯域のものが使用されていることから優れた高周波電送性と低誘電性とを合わせもつ電気絶縁材料が要求されている。
【０００６】
さらに、高周波領域の通信分野において信号の誤動作を少なくするため、誘電損失及び電気抵抗による発熱を抑制することが要求されている。
【０００７】
本発明は、上述の問題点及び要求に鑑みてなされたものであり、第１の目的は、信頼性の高いコンデンサ用フィルムを用いたコンデンサ及びその製造方法を提供することである。第２の目的は、誘電体フィルムの巻回後の含浸工程を要しない簡略された製造方法を可能とするコンデンサ用フィルム、そのコンデンサ用フィルムを用いたコンデンサ及びその製造方法を提供することである。そして、第３の目的は、製造コストが低くできるコンデンサ用フィルム、そのコンデンサ用フィルムを用いたコンデンサ及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上のような目的を達成するため、本願発明に係るコンデンサ用フィルムは、誘電体フィルムと金属薄膜とそれらに密着して形成された樹脂薄膜とからなるコンデンサ用フィルムであって、樹脂薄膜は、高周波領域で低誘電率及び低誘電正接を有する硬化物を形成可能な所定溶融粘度のＡステージ樹脂の薄膜であることを特徴とする。また、本願発明に係るコンデンサ及び本願発明に係るコンデンサの製造方法は、上述のコンデンサ用フィルムを用いることを特徴とする。
【０００９】
具体的には、本願発明に係るコンデンサ用フィルムは、
所定の幅及び厚さを有する長尺の誘電体フィルムと、前記誘電体フィルムの上面に前記誘電体フィルムの長手方向に延びる第一の幅に形成された金属薄膜と、前記誘電体フィルム及び前記金属薄膜に密着して形成された樹脂薄膜とからなるコンデンサ用フィルムであって、
前記樹脂薄膜は、前記金属薄膜が形成された誘電体フィルムの表面と第二の幅で、かつ、前記金属薄膜が形成された誘電体フィルムの表面と対向する金属薄膜の表面と第三の幅で密着して形成され、
前記樹脂薄膜は、高周波領域で低誘電率及び低誘電正接を有する硬化物を形成可能な所定溶融粘度のＡステージ樹脂の薄膜である、
ことを特徴とする。
【００１０】
上述した発明によれば、樹脂薄膜は、高周波領域で低誘電率及び低誘電正接を有する硬化物を形成可能なＡステージ樹脂の薄膜であることから、コンデンサ用フィルムを巻回し熱硬化させたコンデンサは誘電損失及び電気抵抗による発熱を抑制することが可能となるため、高周波領域の通信分野において信号の誤動作を少なくすることができる。
【００１１】
また、コンデンサ用フィルムを巻回し熱硬化させた後、樹脂薄膜は、コンデンサにおける金属薄膜が水分と反応して侵食が進むことを防止することできる。したがって、コンデンサ特性が劣化するのを防止することができる。
【００１２】
そして、樹脂薄膜は、硬化物を形成可能な所定溶融粘度のＡステージ樹脂の薄膜であることから、所定温度等の条件の下で流れ性を制御できるため、高圧による熱圧着を行うことなく低圧の圧着により、誘電体フィルム表面に形成された金属薄膜による凹凸に対して、Ａステージ樹脂の良好な埋め込みが可能となり、Ａステージ樹脂により誘電体フィルムと金属薄膜とを内部に封止したコンデンサを製造することができる。したがって、コンデンサ用フィルムを巻回した後のコンデンサ内部にエアーが残留することはなくなり良好な密着性を有するフィルムコンデンサを製造することができ、エアーに起因するコロナ放電が発生することも防止できる。
【００１３】
さらに、樹脂薄膜としてＡステージ樹脂の薄膜を用いていることから、誘電体フィルム及び金属薄膜への貼り付けが容易に行えるだけでなく、密着させた後もＡステージ状態である場合は、誘電体フィルム及び金属薄膜接着フィルムからの剥離も容易に行うことができる。
【００１４】
ここで、「誘電体フィルム」とは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の誘電体フィルムをいう。また、「金属薄膜」の材質としては、アルミニウム、亜鉛などをいう。
【００１５】
「Ａステージ樹脂」とは、架橋反応開始前の樹脂組成物をいい、具体的には、樹脂組成物と硬化剤とを混合し、有機溶剤に溶解しうる状態の樹脂組成物をいう。例えば、エポキシ樹脂組成物等を含む所定の樹脂組成物を溶剤で希釈し、支持体の表面に塗布して乾燥させた未硬化状態の樹脂組成物をいう。「溶剤」としては、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、更に、トルエン、キシレン等の芳香族溶剤、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート等の低沸点溶媒等が挙げられる。
【００１６】
Ａステージ樹脂としては、（Ａ）以下の一般式（１）で示されるビニル化合物と、
【化３】
【化４】
（式中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７は同一又は異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基又はフェニル基であり、
−（Ｏ−Ｘ−Ｏ）−は構造式（２）で示され、ここで、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１４、Ｒ１５は、同一又は異なってもよく、ハロゲン原子又は炭素数６以下のアルキル基又はフェニル基であり、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３は、同一又は異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子又は炭素数６以下のアルキル基又はフェニル基であり、
−（Ｙ−Ｏ）−は構造式（３）で示される１種類の構造、又は構造式（３）で示される２種類以上の構造がランダムに配列したものであり、ここで、Ｒ１６、Ｒ１７は同一又は異なってもよく、ハロゲン原子又は炭素数６以下のアルキル基又はフェニル基であり、Ｒ１８、Ｒ１９は同一又は異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子又は炭素数６以下のアルキル基又はフェニル基であり、
Ｚは炭素数１以上の有機基であり、場合により酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ハロゲン原子を含むこともあり、
ａ、ｂは少なくともいずれか一方が０でない、０〜３００の整数を示し、
ｃ、ｄは０又は１の整数を示す。）
（Ｂ）ゴム及び／又は熱可塑性エラストマーと、
を含む熱硬化性樹脂組成物を主成分とする樹脂組成物が好ましい。
【００１７】
また、Ａステージ樹脂として、
（Ｃ）フェノール骨格とビフェニル骨格を有するノボラック型エポキシ樹脂、及び重量平均分子量が１０，０００〜２００，０００であり、かつ水酸基を有する二官能性直鎖状エポキシ樹脂よりなる群から選択される１種以上のエポキシ樹脂、並びに
（Ｄ）フェノール性水酸基の少なくとも一部を脂肪酸でエステル化した変性フェノールノボラック、を含むエポキシ樹脂組成物を主成分とする樹脂組成物も好ましい。
【００１８】
本願発明に係るコンデンサ用フィルムとして、樹脂薄膜の第三の幅は、金属薄膜の第一の幅より小さい、ことが好ましい。
【００１９】
上述した発明によれば、樹脂薄膜の第三の幅は、金属薄膜の第一の幅より小さいことから、コンデンサ用フィルムを用いてコンデンサを製造するために２枚のコンデンサ用フィルムを交互に積み重ねて巻回した際、巻回体の両端面に金属薄膜が露出するとともに、らせん状の凹部が表れるため、コンデンサの端子を形成した際、密着性を向上させることができる。また、Ａステージ樹脂は、所定条件の下、流れ性を制御できることから、コンデンサ用フィルムを巻回するだけで巻回体の両端面に表れる凹部にＡステージ樹脂を押し出すことができる。その結果、樹脂薄膜の厚さと、第一、第二及び第三の幅とを調整するだけでコンデンサの容量を制御でき、金属薄膜の十分な封止が可能となり、コロナ放電や侵食等を防止でき、信頼性の高いコンデンサ用フィルム及びコンデンサを製造することができる。
【００２０】
本願発明に係るコンデンサ用フィルムとして、樹脂薄膜の第三の幅は、金属薄膜の第一の幅である、ことも望ましい。
【００２１】
上述した発明によれば、樹脂薄膜の第三の幅は、金属薄膜の第一の幅であることから、Ａステージ樹脂の薄膜により、誘電体フィルム及び金属薄膜の十分な封止が可能となり、コロナ放電や侵食等を防止でき、信頼性の高いコンデンサ用フィルム及びコンデンサを製造することができる。
【００２２】
また、本願発明に係るコンデンサ用フィルムを用いたコンデンサは、
第一のコンデンサ用フィルム及び第二のコンデンサ用フィルムを用いたコンデンサであって、
前記第一のコンデンサ用フィルムの誘電体フィルムの面のうち、前記金属薄膜が形成された面と対向する面と、前記第二のコンデンサ用フィルムの樹脂薄膜の面のうち、前記金属薄膜が密着する面と対向する面とを密着して積み重ね、前記第一及び第二のコンデンサ用フィルムの露出した金属薄膜が前記コンデンサ用フィルムの長手方向中心線に対して対称に設け、前記第二のコンデンサ用フィルムの誘電体フィルムを中心に、積み重ねた前記第一及び第二のコンデンサ用フィルムを巻回して熱硬化させたコンデンサ用フィルムの巻回体と、
巻回された前記コンデンサ用フィルムの金属薄膜ごとに導通可能に設けられた端子と、
を含み、
前記第一のコンデンサ用フィルム及び第二のコンデンサ用フィルムは上述のコンデンサ用フィルムである、
ことを特徴とする。
【００２３】
上述した発明によれば、第一のコンデンサ用フィルムの誘電体フィルムの面のうち、金属薄膜が形成された面と対向する面と、第二のコンデンサ用フィルムの樹脂薄膜の面のうち、金属薄膜が密着する面と対向する面とを密着して積み重ね、第一及び第二のコンデンサ用フィルムの露出した金属薄膜が前記コンデンサ用フィルムの長手方向中心線に対して対称に設けることから、上述したコンデンサ用フィルムを交互に積み重ねた単純な構造が可能となるため、同一コンデンサ用フィルムを量産することでコンデンサを量産することが可能となる。したがって、長尺の誘電体フィルムから所定の幅を有する同一のコンデンサ用フィルムを製造することで、コンデンサ用フィルム及びそのフィルムを用いたコンデンサの量産が可能となり、さらに、コンデンサを小型化することで、コンデンサ用フィルムの幅も小さくなるため、さらなる量産が可能となる。
【００２４】
また、第二のコンデンサ用フィルムの誘電体フィルムを中心に、積み重ねた第一及び第二のコンデンサ用フィルムを巻回したコンデンサ用フィルムの巻回体となることから、巻回体の外表面はＡステージ樹脂の樹脂薄膜により覆われ、熱硬化させた後は防湿性に優れたコンデンサを製造することができる。
【００２５】
そして、本願発明に係るコンデンサ用フィルムを用いたコンデンサの製造方法は、
上述のコンデンサ用フィルムを第一のコンデンサ用フィルムと第二のコンデンサ用フィルムとして用いたコンデンサの製造方法であって、
前記第一のコンデンサ用フィルムの誘電体フィルムの面のうち、前記金属薄膜が形成された面と対向する面と、前記第二のコンデンサ用フィルムの樹脂薄膜の面のうち、前記金属薄膜が密着する面と対向する面とを密着して積み重ね、かつ、前記第一及び第二のコンデンサ用フィルムの露出した金属薄膜が前記コンデンサ用フィルムの長手方向中心線に対して対称に設けられる工程と、
前記第二のコンデンサ用フィルムの誘電体フィルムを中心に、積み重ねた前記第一及び第二のコンデンサ用フィルムを巻回する工程と、
前記巻回されたコンデンサ用フィルムの巻回体を熱硬化させる工程と、
を含むことを特徴とする。
【００２６】
上述した発明によれば、第二のコンデンサ用フィルムの誘電体フィルムを中心に、積み重ねた第一及び第二のコンデンサ用フィルムを巻回する工程と、巻回されたコンデンサ用フィルムの巻回体を熱硬化させる工程と、を含むことから、Ａステージ樹脂の樹脂薄膜により、エアーを残存させることなく、誘電体フィルム及び金属薄膜が封止できることから、コンデンサ製造工程において巻回体をエポキシ樹脂等の含浸剤に含浸する必要がなく、製造工程を簡略したコストの低い製造が可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
上述した発明によれば、高周波領域で低誘電率及び低誘電正接を有する硬化物を形成可能なＡステージ樹脂の樹脂薄膜により、コンデンサ用フィルムを巻回し熱硬化させたコンデンサは誘電損失及び電気抵抗による発熱を抑制することが可能となるため、高周波領域の通信分野において信号の誤動作を少なくすることができる。また、コンデンサ用フィルムを巻回し熱硬化させた後、樹脂薄膜は、コンデンサにおける金属薄膜が水分と反応して侵食が進むことを防止することできる。したがって、コンデンサ特性が劣化するのを防止することができる。
【００２８】
さらに、硬化物を形成可能な所定溶融粘度のＡステージ樹脂の樹脂薄膜により、所定温度等の条件の下で流れ性を制御できるため、高圧による熱圧着を行うことなく低圧の圧着により、誘電体フィルム表面に形成された金属薄膜による凹凸に対して、Ａステージ樹脂の良好な埋め込みが可能となり、Ａステージ樹脂により誘電体フィルムと金属薄膜とを内部に封止したコンデンサを作製することができる。したがって、コンデンサ用フィルムを巻回した後のコンデンサ内部にエアーが残留することはなくなり良好な密着性を有するフィルムコンデンサを製造することができ、エアーに起因するコロナ放電が発生することも防止できる。
【００２９】
したがって、信頼性の高いコンデンサ用フィルム及びこれを用いたコンデンサを製造することができる。また、上述のコンデンサ用フィルムを用いることで、誘電体フィルム巻回後の含浸工程を要しない簡略された製造方法が可能となり、その結果、製造コストが低くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
図１〜図２を用いて、本発明の実施形態に係るコンデンサ用フィルムについて、図面を参照しつつ説明する。さらに、図３〜図７を用いて、本発明の実施形態に係るコンデンサ用フィルムを用いたコンデンサ及びそのコンデンサの製造方法を説明する。本発明の実施形態に係るコンデンサ用フィルムは、長尺の誘電体フィルムと、誘電体フィルムの上面に誘電体フィルムの長手方向に延びる所定の幅に形成された金属薄膜と、誘電体フィルム及び金属薄膜に密着して形成された樹脂薄膜とからなる３層構造のフィルムである。そして、コンデンサは、２枚の上記フィルム用コンデンサを密着して積み重ねて巻回することにより製造される。
【００３１】
図１（ａ）は本発明の第１実施形態に係るコンデンサ用フィルム１００の概念断面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のコンデンサ用フィルム１００の概念斜視図である。図２（ａ）は本発明の第２実施形態に係るコンデンサ用フィルム２００の概念断面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のコンデンサ用フィルム２００の概念斜視図である。図３〜図６は、第１実施形態に係るコンデンサ用フィルムを用いたコンデンサの製造方法を説明するための図であり、図３（ａ）は誘電体フィルム３３０の表面にスリット状に蒸着されたアルミニウム薄膜３２０に対して、Ａステージ樹脂薄膜３１０をアルミニウム薄膜３２０表面の中央部付近が露出するようにスリット状にＡステージ樹脂を塗布したコンデンサ用フィルム３００の概念断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のコンデンサ用フィルム３００の概念斜視図である。図４は破線により切断線を表したコンデンサ用フィルム３００の概念断面図である。図５（ａ）は切断後のコンデンサ用フィルム３００の概念断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）の切断後のコンデンサ用フィルム３００の概念斜視図である。図６（ａ）は２つのコンデンサ用フィルムを積み重ねたコンデンサ用フィルムの概念断面図であり、図６（ｂ）は積み重ねたコンデンサ用フィルムの概念斜視図である。図７はコンデンサ用フィルム巻回後のコンデンサ４００の概要図である。
【００３２】
＜＜コンデンサ用フィルム＞＞
＜第１実施形態＞
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、第１実施形態に係るコンデンサ用フィルム１００は、所定の幅及び厚さを有する長尺の誘電体フィルム１３０と、誘電体フィルム１３０の上面に誘電体フィルム１３０の長手方向に延びる第一の幅に形成された金属薄膜１２０と、誘電体フィルムとは第二の幅で密着し、かつ、金属薄膜１２０とは第三の幅で密着して形成された樹脂薄膜１１０とから構成される。図１（ａ）及び図１（ｂ）は、コンデンサ用フィルムを説明するために誇張した図であり、例えば、樹脂薄膜１１０の幅（第二の幅＋第三の幅）は８ｍｍ、金属薄膜表面からの厚さは１．５〜２．５μｍであり、金属薄膜１２０の幅（第一の幅）は８ｍｍ、誘電体フィルム表面からの厚さは数十ｎｍであり、誘電体フィルム１３０の幅（第一の幅＋第二の幅）は９ｍｍ、厚さは４．４μｍである。
【００３３】
第１実施形態に係るコンデンサ用フィルムでは、樹脂薄膜１１０の樹脂として、Ａステージ樹脂、具体的には、（Ｃ）フェノール骨格とビフェニル骨格を有するノボラック型エポキシ樹脂、及び重量平均分子量が１０，０００〜２００，０００であり、かつ水酸基を有する二官能性直鎖状エポキシ樹脂よりなる群から選択される１種以上のエポキシ樹脂、並びに、（Ｄ）フェノール性水酸基の少なくとも一部を脂肪酸でエステル化した変性フェノールノボラック、を含むエポキシ樹脂組成物を主成分とする樹脂組成物を用いた。金属薄膜１２０の材料としてアルミニウムを、誘電体フィルム１１０の材料としてＰＥＴフィルムを用いた。
【００３４】
上記Ａステージ樹脂の溶融粘度は、１００℃で約１００Ｐａ・ｓ、１５０℃で約１０００Ｐａ・ｓ、１８０℃で約２９０００Ｐａ・ｓであった。第１実施形態に係るフィルム用コンデンサを用いてフィルムコンデンサを製造する際の温度条件により、Ａステージ樹脂の流れ性を制御することが可能となり、所望形態のＡステージ樹脂の樹脂薄膜を有するコンデンサ用フィルムを製造することができる。さらに、熱硬化前のコンデンサ用フィルムの巻回体においても、Ａステージ樹脂の樹脂薄膜の流れ性を制御できるため、巻回体の形態・構成に応じて要求される樹脂流れ性に制御して、所望のフィルムコンデンサを製造することができる。
【００３５】
ここで、上記Ａステージ樹脂、具体的には、Ａステージ樹脂の硬化物に関する誘電率や誘電正接などに関する物性を、表１に示す。誘電特性については、支持体である離型剤付フィルム（シリコーン系離型剤、ＰＥＴフィルム）上に、ドクターコーター、スロットダイコーター又はマイクログラビヤコーターを用いて、硬化後の厚みが２〜９０μｍとなるよう塗布し、乾燥後、未硬化のフィルムを得た。その後、８０℃で３０分、１００℃で６０分、１５０℃で６０分、１８０℃で６０分の条件で硬化させ、支持体を剥した後、１５０℃に加熱したガラス板ではさみ平らな状態にしたフィルムを得た。この硬化フィルムに、さらに同じ組成の未硬化のフィルムをスタックし、真空加熱硬化を行った。得られたフィルムを幅１．５ｍｍ、長さ８０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍに加工し、試料とした。試料を、室温で、空洞共振器（機器名：摂動法誘電体測定装置、関東電子応用開発(株)製）を用いて、誘電率、誘電正接を測定した。
【００３６】
【表１】
【００３７】
表１に示されるように、上記Ａステージ樹脂は、誘電特性に優れた硬化物を形成できることが確認された。一方、従来の組成物によるフィルムは、その特性は、誘電率（５ＧＨｚ）では３．０以上、誘電正接（５ＧＨｚ）は０．０２以上であった。また、フィルム厚が、２μｍと薄いものであっても、表１に示した充分な電気的・物理的特性を有することが確認された。
【００３８】
したがって、樹脂薄膜１１０が高周波領域で低誘電率及び低誘電正接を有する硬化物を形成可能なＡステージ樹脂の薄膜であることから、コンデンサ用フィルムを巻回し熱硬化させたコンデンサは誘電損失及び電気抵抗による発熱を抑制することが可能となるため、高周波領域の通信分野において信号の誤動作を少なくすることができる。
【００３９】
また、上記Ａステージ樹脂と一般的なポリイミド樹脂組成物との硬化物に関し、８５℃／８５％ＲＨの条件で１０００時間経過後の誘電率及び誘電正接の変化を比較した。この結果、例えば、５ＧＨｚの場合、上記Ａステージ樹脂に関する硬化物の誘電率は、比較試験開始時は約２．７で、開始時から１０００時間経過後は約３．０に変化するに止まったが、ポリイミド樹脂組成物に関する硬化物の誘電率は、比較試験開始時は約３．８で、開始時から１０００時間経過後は約６．０にまで変化した。さらに、誘電正接に関しては、同じ条件下で、上記Ａステージ樹脂に関する硬化物の誘電正接は、比較試験開始時は約０．０１で、開始時から１０００時間経過後は約０．０１５に変化するに止まったが、ポリイミド樹脂組成物に関する硬化物の誘電正接は、比較試験開始時は約０．０１で、開始時から１０００時間経過後は約０．０４にまで変化した。したがって、上記Ａステージ樹脂の硬化物に関して、耐湿性をも有することが確認された。
【００４０】
さらに、コンデンサ用フィルムを巻回し熱硬化させた後、樹脂薄膜１１０がコンデンサにおける金属薄膜が水分と反応して侵食が進むことを防止することできるため、コンデンサ特性が劣化するのを防止することができる。
【００４１】
そして、樹脂薄膜１１０が硬化物を形成可能な所定溶融粘度のＡステージ樹脂の薄膜であることから、所定温度等の条件の下で流れ性を制御できるため、高圧による熱圧着を行うことなく低圧の圧着により、誘電体フィルム表面に形成された金属薄膜による凹凸に対して、Ａステージ樹脂の良好な埋め込みが可能となり、Ａステージ樹脂により誘電体フィルムと金属薄膜とを内部に封止したコンデンサを製造することができる。したがって、コンデンサ用フィルムを巻回した後のコンデンサ内部にエアーが残留することはなくなり良好な密着性を有するフィルムコンデンサを製造することができ、エアーに起因するコロナ放電が発生することも防止できる。
【００４２】
さらに、樹脂薄膜としてＡステージ樹脂の薄膜を用いていることから、誘電体フィルム及び金属薄膜への貼り付けが容易に行えるだけでなく、密着させた後もＡステージ状態である場合は、誘電体フィルム及び金属薄膜接着フィルムからの剥離も容易に行うことができる。
【００４３】
ここで、第１実施形態に係るコンデンサ用フィルムは、長手方向に、樹脂薄膜１１０と、金属薄膜１２０と、誘電体フィルム１３０とから順に構成される３層構造と、樹脂薄膜１１０と、誘電体フィルム１３０とから構成され、金属薄膜１２０が露出しない２層構造とからなる端面が形成される。また、金属薄膜１２０の幅が、樹脂薄膜１１０が金属薄膜１２０と密着している幅より大きいため、樹脂薄膜１１０から誘電体フィルム１３０の方向にコンデンサ用フィルムを観察した場合、樹脂薄膜１１０の端部において長手方向に金属薄膜１２０が露出する。したがって、第１実施形態に係るコンデンサ用フィルムを図６のように２枚交互に積み重ねることで、凹部を有する５層構造の２つの端面を形成することができる。
【００４４】
したがって、積み重ねたコンデンサ用フィルム１００を巻回した際、巻回体の両端面に金属薄膜が露出するとともに、らせん状の凹部が表れるため、コンデンサの端子を形成した際、密着性を向上させることができる。また、Ａステージ樹脂は、流れ性が良いことから、コンデンサ用フィルムを巻回するだけで巻回体の両端面に表れる凹部にＡステージ樹脂を押し出すことができるため、樹脂薄膜１１０の厚さと、金属薄膜１２０の幅（第一の幅）、誘電体フィルム１３０と密着している樹脂薄膜１１０の幅（第二の幅）及び金属薄膜１２０と密着している樹脂薄膜１１０の幅（第三の幅）とを調整するだけで、コンデンサの容量を制御でき、金属薄膜１２０の十分な封止が可能となり、コロナ放電や侵食等を防止でき、信頼性の高いコンデンサ用フィルム及びコンデンサを製造することができる。
【００４５】
なお、樹脂薄膜１１０の樹脂として、上記Ａステージ樹脂に限定されず、高周波領域で低誘電率及び低誘電正接を有する硬化物を形成可能な所定溶融粘度のＡステージ樹脂であれば、本実施形態に適用することができる。例えば、（Ａ）以下の一般式（１）で示されるビニル化合物と、
【化５】
【化６】
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７は同一又は異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基又はフェニル基であり、−（Ｏ−Ｘ−Ｏ）−は構造式（２）で示され、ここで、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１４、Ｒ１５は、同一又は異なってもよく、ハロゲン原子又は炭素数６以下のアルキル基又はフェニル基であり、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３は、同一又は異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子又は炭素数６以下のアルキル基又はフェニル基であり、−（Ｙ−Ｏ）−は構造式（３）で示される１種類の構造、又は構造式（３）で示される２種類以上の構造がランダムに配列したものであり、ここで、Ｒ１６、Ｒ１７は同一又は異なってもよく、ハロゲン原子又は炭素数６以下のアルキル基又はフェニル基であり、Ｒ１８、Ｒ１９は同一又は異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子又は炭素数６以下のアルキル基又はフェニル基であり、Ｚは炭素数１以上の有機基であり、場合により酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ハロゲン原子を含むこともあり、ａ、ｂは少なくともいずれか一方が０でない、０〜３００の整数を示し、ｃ、ｄは０又は１の整数を示す。）（Ｂ）ゴム及び／又は熱可塑性エラストマーと、を含む熱硬化性樹脂組成物を主成分とする樹脂組成物も用いることができる。
【００４６】
また、上記Ａステージ樹脂の硬化物に関して、８５℃／８５％ＲＨの条件下、例えば、５ＧＨｚの場合、誘電率は、比較試験開始時は約２．５５で、開始時から１０００時間経過後は約２．５７に変化し、誘電正接は、比較試験開始時は約０．００２１で、開始時から１０００時間経過後は約０．００３４に変化した。したがって、上記Ａステージ樹脂の硬化物も耐湿性を有する。
【００４７】
＜第２実施形態＞
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、第２実施形態に係るコンデンサ用フィルム２００は、第１実施形態に係るコンデンサ用フィルム１００と同様に、所定の幅及び厚さを有する長尺の誘電体フィルム２３０と、誘電体フィルム２３０の上面に誘電体フィルム２３０の長手方向に延びる第一の幅に形成された金属薄膜２２０と、誘電体フィルムとは第二の幅で密着し、かつ、金属薄膜２２０とは第三の幅で密着して形成された樹脂薄膜２１０とから構成される。第１実施形態に係るコンデンサ用フィルム１００と第２実施形態に係るコンデンサ用フィルム２００との違いは、金属薄膜２２０の幅が、樹脂薄膜２１０が金属薄膜２２０と密着している幅と同じ、すなわち、樹脂薄膜２３０の第三の幅と金属薄膜２２０の第一の幅とが同じであることである。したがって、第２実施形態に係るコンデンサ用フィルム２００を２枚交互に積み重ねることで、凹部を有さない５層構造の２つの端面を形成することができる。
【００４８】
この結果、Ａステージ樹脂の樹脂薄膜２１０により、誘電体フィルム２３０及び金属薄膜２２０の十分な封止が可能となり、コロナ放電や侵食等を防止でき、信頼性の高いコンデンサ用フィルム及びコンデンサを製造することができる。
【００４９】
＜＜コンデンサ＞＞
図６及び図７を参照して、上記第１実施形態及び第２実施形態に係るコンデンサ用フィルムを用いたコンデンサを、第１実施形態に係るコンデンサ用フィルム１００を用いて説明する。図７に示すように、製造されるコンデンサ４００は、２枚のコンデンサ用フィルムの巻回体４１０の端面において、コンデンサ用フィルムの樹脂薄膜であるＡステージ樹脂を巻回体４１０の両端面にはみ出させ、はみ出たＡステージ樹脂４２０により巻回体４１０の両端面の絶縁処理を行ったものである。フィルムコンデンサとして機能させるため、例えば、コンデンサ用フィルム巻回開始の際にコンデンサ用フィルムの末端処理を行い、コンデンサ用フィルムの金属薄膜ごとに導通可能にコンデンサ端子４３０を設ける。
【００５０】
ここで、図６に示されるように、第１の実施形態に係るコンデンサ用フィルムを用いたコンデンサは、２枚のコンデンサ用フィルム３００，３０２を交互に積み重ね、巻回したものである。具体的には、コンデンサ用フィルム３００の誘電体フィルム３１０と、コンデンサ用フィルム３０２の樹脂薄膜３１２とを密着して積み重ね、コンデンサ用フィルム３００，３０２の露出した金属薄膜３２０，３２２が長手方向中心線に対して対称となるように構成されたものをコンデンサ用フィルム３０２の誘電体フィルム３３２を中心に巻回して熱硬化させた巻回体を含む。
【００５１】
したがって、同一のコンデンサ用フィルム３００，３０２を交互に積み重ねた単純な構造が可能となるため、同一コンデンサ用フィルムを量産することでコンデンサを量産することが可能となる。この結果、長尺の誘電体フィルムから所定の幅を有する同一のコンデンサ用フィルムを製造することで、コンデンサ用フィルム及びそのフィルムを用いたコンデンサの量産が可能となり、さらに、コンデンサを小型化することで、コンデンサ用フィルムの幅も小さくなるため、さらなる量産が可能となる。
【００５２】
また、コンデンサ用フィルム３０２の誘電体フィルム３３２を中心に、積み重ねたコンデンサ用フィルム３００，３０２を巻回したコンデンサ用フィルムの巻回体となることから、巻回体の外表面はＡステージ樹脂の樹脂薄膜により覆われ、熱硬化させた後は防湿性に優れたコンデンサを製造することができる。
【００５３】
＜＜コンデンサ用フィルム及びそれを用いたコンデンサの製造方法＞＞
＜コンデンサ用フィルム製造工程＞
上述したとおり、本実施形態に係るコンデンサは、２枚の同一構造のコンデンサ用フィルムの巻回体を用いている。したがって、コンデンサ用フィルム製造方法においては、所定の幅の誘電体フィルム３３０の表面上に、所定の幅で均等なスリット状に蒸着された金属薄膜３２０を形成した後、Ａステージ樹脂を所定の幅で均等なスリット状に塗布する。誘電体フィルム３３０の表面にスリット状に蒸着されたアルミニウム薄膜３２０に対して、Ａステージ樹脂薄膜３１０をアルミニウム薄膜３２０表面の中央部付近が露出するようにスリット状にＡステージ樹脂を塗布したコンデンサ用フィルム３００の概念断面図を図３（ａ）に、概念斜視図を図３（ａ）に示す。
【００５４】
Ａステージ樹脂を塗布する方法は、特に限定されないが、薄膜化・膜厚制御の観点から、マイクログラビア法、スロットダイ法が好ましい。マイクログラビア法を採用した場合、セル容積の小さいグラビアロールの選択等により、２０μｍ以下の厚みの樹脂薄膜３１０を得ることができる。
【００５５】
そして、Ａステージ樹脂を塗布した後、乾燥させる。乾燥条件は、有機溶剤の種類や量、塗布の厚み等に応じて、適宜、設定することができ、例えば、８０〜１２０℃で、１〜３０分程度とすることができる。このようにして得られたコンデンサ用フィルムは未硬化の状態であり、さらに硬化させることができる。
【００５６】
＜切断工程＞
図４、図５（ａ）及び図５（ｂ）を参照して切断工程を説明する。図４は破線により切断線を表したコンデンサ用フィルム３００の概念断面図である。図４に示すように、コンデンサ用フィルムの樹脂薄膜３１０の中央部と、樹脂薄膜３１０どうし間で露出する金属薄膜３２０の中央部、すなわち、樹脂薄膜３１０どうし間の中央部とを切断する。このように切断することによって、切断間隔を狭くすることで、コンデンサ用フィルムの量産が可能となる。具体的には、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すとおり、左右対称な同一のコンデンサ用フィルムを同時に製造することが可能となる。
【００５７】
＜積み重ね工程＞
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すとおり、２枚のコンデンサ用フィルム３００，３０２を交互に積み重ねる。具体的には、コンデンサ用フィルム３００の誘電体フィルム３１０と、コンデンサ用フィルム３０２の樹脂薄膜３１２とを密着して積み重ね、コンデンサ用フィルム３００，３０２の露出した金属薄膜３２０，３２２がコンデンサ用フィルムの長手方向中心線に対して対称となるように積み重ねて圧着する。
【００５８】
＜巻回工程＞
積み重ねられた２枚のコンデンサ用フィルム３００，３０２を、コンデンサ用フィルム３０２の誘電体フィルム３３２を中心に巻回して巻回体とする。その際、樹脂薄膜３１０，３１２のＡステージ樹脂には流れ性があることから、巻回体の円周面を含む巻回体の外表面がＡステージ樹脂の樹脂薄膜により覆われ、熱硬化させた後は防湿性に優れたコンデンサを製造することができる。特に、樹脂薄膜の厚さや幅や、巻回圧力・速度等を調整するだけで、巻回体端面に押し出されるＡステージ樹脂量を調整することができる。
【００５９】
＜熱硬化工程＞
Ａステージ樹脂の硬化物に関する低誘電率、低誘電正接、耐湿性等を発揮させるため、巻回されたコンデンサ用フィルムの巻回体を熱硬化させる。硬化条件は、適宜、設定することができ、例えば、１５０〜２５０℃で、１０〜１５０分程度とすることができる。
【００６０】
したがって、コンデンサ用フィルム３０２の誘電体フィルム３３２を中心に、積み重ねたコンデンサ用フィルム３００，３０２を巻回する工程と、巻回されたコンデンサ用フィルムの巻回体を熱硬化させる工程とにより、Ａステージ樹脂の樹脂薄膜３１０，３１２により、エアーを残存させることなく、誘電体フィルム３３０，３３２及び金属薄膜３２０，３２２が封止できることから、コンデンサ製造工程において巻回体をエポキシ樹脂等の含浸剤に含浸する必要がなく、製造工程を簡略したコストの低い製造が可能となる。
【００６１】
なお、コンデンサ端子については、例えば、コンデンサ用フィルム巻回開始の際にコンデンサ用フィルムの末端処理を行い、コンデンサ用フィルムの金属薄膜ごとに導通可能にコンデンサ端子を設けるようにすることができる。
【００６２】
以上のとおり、本実施形態によれば、高周波領域で低誘電率及び低誘電正接を有する硬化物を形成可能なＡステージ樹脂の樹脂薄膜により、コンデンサ用フィルムを巻回し熱硬化させたコンデンサは誘電損失及び電気抵抗による発熱を抑制することが可能となるため、高周波領域の通信分野において信号の誤動作を少なくすることができる。また、コンデンサ用フィルムを巻回し熱硬化させた後、樹脂薄膜は、コンデンサにおける金属薄膜が水分と反応して侵食が進むことを防止することできる。したがって、コンデンサ特性が劣化するのを防止することができる。
【００６３】
さらに、硬化物を形成可能な所定溶融粘度のＡステージ樹脂の樹脂薄膜により、所定温度等の条件の下で流れ性を制御できるため、高圧による熱圧着を行うことなく低圧の圧着により、誘電体フィルム表面に形成された金属薄膜による凹凸に対して、Ａステージ樹脂の良好な埋め込みが可能となり、Ａステージ樹脂により誘電体フィルムと金属薄膜とを内部に封止したコンデンサを製造することができる。したがって、コンデンサ用フィルムを巻回した後のコンデンサ内部にエアーが残留することはなくなり良好な密着性を有するフィルムコンデンサを製造することができ、エアーに起因するコロナ放電が発生することも防止できる。
【００６４】
したがって、信頼性の高いコンデンサ用フィルム及びこれを用いたコンデンサを製造することができる。また、上述のコンデンサ用フィルムを用いることで、誘電体フィルム巻回後の含浸工程を要しない簡略された製造方法が可能となり、その結果、製造コストが低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１（ａ）】本発明の第１実施形態に係るコンデンサ用フィルム１００の概念断面図である。
【図１（ｂ）】図１（ａ）のコンデンサ用フィルム１００の概念斜視図である。
【図２（ａ）】本発明の第２実施形態に係るコンデンサ用フィルム２００の概念断面図である。
【図２（ｂ）】図２（ａ）のコンデンサ用フィルム２００の概念斜視図である。
【図３（ａ）】誘電体フィルム３３０の表面上のスリット状の金属薄膜３２０に対してスリット状にＡステージ樹脂を塗布したコンデンサ用フィルム３００の概念断面図である。
【図３（ｂ）】図３（ａ）のコンデンサ用フィルムの概念斜視図である。
【図４】切断線を表したコンデンサ用フィルム３００の概念断面図であるである。
【図５（ａ）】切断後のコンデンサ用フィルム３００の概念断面図である。
【図５（ｂ）】図５（ａ）の切断後のコンデンサ用フィルム３００の概念斜視図である。
【図６（ａ）】２つのコンデンサ用フィルムを積み重ねたコンデンサ用フィルムの概念断面図である。
【図６（ｂ）】積み重ねたコンデンサ用フィルムの概念斜視図である。
【図７】コンデンサ用フィルム巻回後のコンデンサの概要図である。
【符号の説明】
【００６６】
１００、２００、３００、３０２ コンデンサ用フィルム
１１０、２１０、３１０、３１２ 樹脂薄膜
１２０、２２０、３２０、３２２ 金属薄膜
１３０、２３０、３３０、３３２ 誘電体フィルム
４００ コンデンサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の幅及び厚さを有する長尺の誘電体フィルムと、前記誘電体フィルムの上面に前記誘電体フィルムの長手方向に延びる第一の幅に形成された金属薄膜と、前記誘電体フィルム及び前記金属薄膜に密着して形成された樹脂薄膜とからなるコンデンサ用フィルムであって、
前記樹脂薄膜は、前記金属薄膜が形成された誘電体フィルムの表面と第二の幅で、かつ、前記金属薄膜が形成された誘電体フィルムの表面と対向する金属薄膜の表面と第三の幅で密着して形成され、
前記樹脂薄膜は、高周波領域で低誘電率及び低誘電正接を有する硬化物を形成可能な所定溶融粘度のＡステージ樹脂の薄膜である、
ことを特徴とするコンデンサ用フィルム。
【請求項２】
前記樹脂薄膜の第三の幅は、前記金属薄膜の第一の幅より小さい、
請求項１記載のコンデンサ用フィルム。
【請求項３】
前記樹脂薄膜の第三の幅は、前記金属薄膜の第一の幅である、
請求項１記載のコンデンサ用フィルム。
【請求項４】
第一のコンデンサ用フィルム及び第二のコンデンサ用フィルムを用いたコンデンサであって、
前記第一のコンデンサ用フィルムの誘電体フィルムの面のうち、前記金属薄膜が形成された面と対向する面と、前記第二のコンデンサ用フィルムの樹脂薄膜の面のうち、前記金属薄膜が密着する面と対向する面とを密着して積み重ね、前記第一及び第二のコンデンサ用フィルムの露出した金属薄膜が前記コンデンサ用フィルムの長手方向中心線に対して対称に設け、前記第二のコンデンサ用フィルムの誘電体フィルムを中心に、積み重ねた前記第一及び第二のコンデンサ用フィルムを巻回して熱硬化させたコンデンサ用フィルムの巻回体と、
巻回された前記コンデンサ用フィルムの金属薄膜ごとに導通可能に設けられた端子と、
を含み、
前記第一のコンデンサ用フィルム及び第二のコンデンサ用フィルムは前記請求項１〜３のいずれか一項記載のコンデンサ用フィルムである、
ことを特徴とするコンデンサ。
【請求項５】
前記請求項１〜３のいずれか一項記載のコンデンサ用フィルムを第一のコンデンサ用フィルムと第二のコンデンサ用フィルムとして用いたコンデンサの製造方法であって、
前記第一のコンデンサ用フィルムの誘電体フィルムの面のうち、前記金属薄膜が形成された面と対向する面と、前記第二のコンデンサ用フィルムの樹脂薄膜の面のうち、前記金属薄膜が密着する面と対向する面とを密着して積み重ね、かつ、前記第一及び第二のコンデンサ用フィルムの露出した金属薄膜が前記コンデンサ用フィルムの長手方向中心線に対して対称に設けられる工程と、
前記第二のコンデンサ用フィルムの誘電体フィルムを中心に、積み重ねた前記第一及び第二のコンデンサ用フィルムを巻回する工程と、
前記巻回されたコンデンサ用フィルムの巻回体を熱硬化させる工程と、
を含む、
ことを特徴とするコンデンサの製造方法。
【請求項６】
前記Ａステージ樹脂は、
（Ａ）以下の一般式（１）で示されるビニル化合物と、
【化１】
【化２】
（式中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７は同一又は異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基又はフェニル基であり、
−（Ｏ−Ｘ−Ｏ）−は構造式（２）で示され、ここで、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１４、Ｒ１５は、同一又は異なってもよく、ハロゲン原子又は炭素数６以下のアルキル基又はフェニル基であり、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３は、同一又は異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子又は炭素数６以下のアルキル基又はフェニル基であり、
−（Ｙ−Ｏ）−は構造式（３）で示される１種類の構造、又は構造式（３）で示される２種類以上の構造がランダムに配列したものであり、ここで、Ｒ１６、Ｒ１７は同一又は異なってもよく、ハロゲン原子又は炭素数６以下のアルキル基又はフェニル基であり、Ｒ１８、Ｒ１９は同一又は異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子又は炭素数６以下のアルキル基又はフェニル基であり、
Ｚは炭素数１以上の有機基であり、場合により酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ハロゲン原子を含むこともあり、
ａ、ｂは少なくともいずれか一方が０でない、０〜３００の整数を示し、
ｃ、ｄは０又は１の整数を示す。）
（Ｂ）ゴム及び／又は熱可塑性エラストマーと、
を含む熱硬化性樹脂組成物を主成分とする樹脂組成物である、
前記請求項１〜３のいずれか一項記載のコンデンサ用フィルム。
【請求項７】
前記Ａステージ樹脂は、
（Ｃ）フェノール骨格とビフェニル骨格を有するノボラック型エポキシ樹脂、及び重量平均分子量が１０，０００〜２００，０００であり、かつ水酸基を有する二官能性直鎖状エポキシ樹脂よりなる群から選択される１種以上のエポキシ樹脂、並びに
（Ｄ）フェノール性水酸基の少なくとも一部を脂肪酸でエステル化した変性フェノールノボラック、を含むエポキシ樹脂組成物を主成分とする樹脂組成物である、
前記請求項１〜３のいずれか一項記載のコンデンサ用フィルム。
【請求項１】
所定の幅及び厚さを有する長尺の誘電体フィルムと、前記誘電体フィルムの上面に前記誘電体フィルムの長手方向に延びる第一の幅に形成された金属薄膜と、前記誘電体フィルム及び前記金属薄膜に密着して形成された樹脂薄膜とからなるコンデンサ用フィルムであって、
前記樹脂薄膜は、前記金属薄膜が形成された誘電体フィルムの表面と第二の幅で、かつ、前記金属薄膜が形成された誘電体フィルムの表面と対向する金属薄膜の表面と第三の幅で密着して形成され、
前記樹脂薄膜は、高周波領域で低誘電率及び低誘電正接を有する硬化物を形成可能な所定溶融粘度のＡステージ樹脂の薄膜である、
ことを特徴とするコンデンサ用フィルム。
【請求項２】
前記樹脂薄膜の第三の幅は、前記金属薄膜の第一の幅より小さい、
請求項１記載のコンデンサ用フィルム。
【請求項３】
前記樹脂薄膜の第三の幅は、前記金属薄膜の第一の幅である、
請求項１記載のコンデンサ用フィルム。
【請求項４】
第一のコンデンサ用フィルム及び第二のコンデンサ用フィルムを用いたコンデンサであって、
前記第一のコンデンサ用フィルムの誘電体フィルムの面のうち、前記金属薄膜が形成された面と対向する面と、前記第二のコンデンサ用フィルムの樹脂薄膜の面のうち、前記金属薄膜が密着する面と対向する面とを密着して積み重ね、前記第一及び第二のコンデンサ用フィルムの露出した金属薄膜が前記コンデンサ用フィルムの長手方向中心線に対して対称に設け、前記第二のコンデンサ用フィルムの誘電体フィルムを中心に、積み重ねた前記第一及び第二のコンデンサ用フィルムを巻回して熱硬化させたコンデンサ用フィルムの巻回体と、
巻回された前記コンデンサ用フィルムの金属薄膜ごとに導通可能に設けられた端子と、
を含み、
前記第一のコンデンサ用フィルム及び第二のコンデンサ用フィルムは前記請求項１〜３のいずれか一項記載のコンデンサ用フィルムである、
ことを特徴とするコンデンサ。
【請求項５】
前記請求項１〜３のいずれか一項記載のコンデンサ用フィルムを第一のコンデンサ用フィルムと第二のコンデンサ用フィルムとして用いたコンデンサの製造方法であって、
前記第一のコンデンサ用フィルムの誘電体フィルムの面のうち、前記金属薄膜が形成された面と対向する面と、前記第二のコンデンサ用フィルムの樹脂薄膜の面のうち、前記金属薄膜が密着する面と対向する面とを密着して積み重ね、かつ、前記第一及び第二のコンデンサ用フィルムの露出した金属薄膜が前記コンデンサ用フィルムの長手方向中心線に対して対称に設けられる工程と、
前記第二のコンデンサ用フィルムの誘電体フィルムを中心に、積み重ねた前記第一及び第二のコンデンサ用フィルムを巻回する工程と、
前記巻回されたコンデンサ用フィルムの巻回体を熱硬化させる工程と、
を含む、
ことを特徴とするコンデンサの製造方法。
【請求項６】
前記Ａステージ樹脂は、
（Ａ）以下の一般式（１）で示されるビニル化合物と、
【化１】
【化２】
（式中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７は同一又は異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基又はフェニル基であり、
−（Ｏ−Ｘ−Ｏ）−は構造式（２）で示され、ここで、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１４、Ｒ１５は、同一又は異なってもよく、ハロゲン原子又は炭素数６以下のアルキル基又はフェニル基であり、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３は、同一又は異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子又は炭素数６以下のアルキル基又はフェニル基であり、
−（Ｙ−Ｏ）−は構造式（３）で示される１種類の構造、又は構造式（３）で示される２種類以上の構造がランダムに配列したものであり、ここで、Ｒ１６、Ｒ１７は同一又は異なってもよく、ハロゲン原子又は炭素数６以下のアルキル基又はフェニル基であり、Ｒ１８、Ｒ１９は同一又は異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子又は炭素数６以下のアルキル基又はフェニル基であり、
Ｚは炭素数１以上の有機基であり、場合により酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ハロゲン原子を含むこともあり、
ａ、ｂは少なくともいずれか一方が０でない、０〜３００の整数を示し、
ｃ、ｄは０又は１の整数を示す。）
（Ｂ）ゴム及び／又は熱可塑性エラストマーと、
を含む熱硬化性樹脂組成物を主成分とする樹脂組成物である、
前記請求項１〜３のいずれか一項記載のコンデンサ用フィルム。
【請求項７】
前記Ａステージ樹脂は、
（Ｃ）フェノール骨格とビフェニル骨格を有するノボラック型エポキシ樹脂、及び重量平均分子量が１０，０００〜２００，０００であり、かつ水酸基を有する二官能性直鎖状エポキシ樹脂よりなる群から選択される１種以上のエポキシ樹脂、並びに
（Ｄ）フェノール性水酸基の少なくとも一部を脂肪酸でエステル化した変性フェノールノボラック、を含むエポキシ樹脂組成物を主成分とする樹脂組成物である、
前記請求項１〜３のいずれか一項記載のコンデンサ用フィルム。
【図１（ａ）】
【図１（ｂ）】
【図２（ａ）】
【図２（ｂ）】
【図３（ａ）】
【図３（ｂ）】
【図４】
【図５（ａ）】
【図５（ｂ）】
【図６（ａ）】
【図６（ｂ）】
【図７】
【図１（ｂ）】
【図２（ａ）】
【図２（ｂ）】
【図３（ａ）】
【図３（ｂ）】
【図４】
【図５（ａ）】
【図５（ｂ）】
【図６（ａ）】
【図６（ｂ）】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１５８８９４（Ｐ２００９−１５８８９４Ａ）
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３８８７８（Ｐ２００７−３３８８７８）
【出願日】平成１９年１２月２８日（２００７．１２．２８）
【出願人】（５９１２５２８６２）ナミックス株式会社 (133)
【出願人】（０００１７６８２２）三菱伸銅株式会社 (116)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２８日（２００７．１２．２８）
【出願人】（５９１２５２８６２）ナミックス株式会社 (133)
【出願人】（０００１７６８２２）三菱伸銅株式会社 (116)
【Ｆターム（参考）】
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