薄膜电容器元件的制作方法

1.本公开涉及薄膜电容器元件。


背景技术：

2.薄膜电容器例如通过将在由聚丙烯树脂构成的电介质薄膜的表面蒸镀有成为电极的金属膜而成的金属化膜进行卷绕或者在一个方向层叠多片从而层叠形成。
3.其中，层叠型的薄膜电容器在将层叠有金属化膜的层叠体切断成所需的大小(电容)时，由于与电介质薄膜的切断的同时也切断金属膜，因此在其切断面(端面)，有时会引起金属膜彼此接触的绝缘不良的情况。
4.专利文献1中提出了如下结构：在构成薄膜电容器元件(芯体)的金属化膜中，通过在被称为绝缘空白部的、未形成金属膜的槽状或一定宽度的带状的薄膜表面的露出部(间隙带)的一部分，设置相对于各绝缘空白部延伸的平行方向斜行的弯曲部位，从而提高上述的层叠体(元件)的切断面的耐受电压(耐压力)。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1：日本发明专利第5984097号公报


技术实现要素：

8.然而，上述专利1文献1所记载的层叠型薄膜电容器，薄膜层叠体中的切断面附近的静电电容的损耗较大，因此，需要一种静电电容的损耗少的、层叠型的薄膜电容器元件。
9.用于解决课题的手段
10.本公开的薄膜电容器元件，包含：长方体状的薄膜层叠体，将一面配设有金属层，且该一面的第1方向的一边的边缘部设置有在与所述第1方向正交的第2方向连续的边缘部绝缘区域的电介质薄膜，以所述边缘部绝缘区域的俯视位置每隔1片重叠的方式，使所述一面中的第1方向的朝向每片反转180
°
地层叠有多片；和第1金属电极以及第2金属电极，所述第1金属电极以及所述第2金属电极分别在所述薄膜层叠体的所述第1方向的一对端面形成。具有至少与所述第1金属电极电连接的所述金属层的所述电介质薄膜具有：多个带状金属层，所述带状金属层沿所述第1方向延伸；和槽状的绝缘空白部，所述绝缘空白部设置在各所述带状金属层之间并沿所述第1方向延伸。
11.本公开的薄膜电容器元件，其特征在于，在所述薄膜层叠体的所述第2方向的一对端面中的至少任一端面具有槽部，所述槽部在薄膜层叠方向连续且使所述薄膜层叠体与所述第1金属电极分离。
12.发明效果
13.根据本公开，能够提供即使沿规定的方向切断薄膜层叠体，在切断部分的静电电容的损耗也少的层叠型的薄膜电容器元件。
附图说明
14.本发明的目的、特征和优点将从以下详细描述和附图变得更清楚。
15.图1a是表示实施方式的薄膜电容器元件的结构的金属化电介质薄膜的俯视图。
16.图1b是表示薄膜的层叠状态的元件的剖视示意图。
17.图1c是从上方观察薄膜电容器元件的俯视图。
18.图2a是表示在薄膜电容器元件形成的槽部的形成位置的剖视图。
19.图2b是表示在薄膜电容器元件形成的槽部的形成位置的俯视图。
20.图3a是表示在薄膜电容器元件形成的槽部的另一例子的俯视图。
21.图3b是表示在薄膜电容器元件形成的槽部的另一例子的俯视图。
22.图3c是表示在薄膜电容器元件形成的槽部的另一例子的俯视图。
23.图4a是另一金属层图案的电介质薄膜的俯视图。
24.图4b是使用另一金属层图案的电介质薄膜的薄膜层叠体的剖视示意图。
25.图5是表示实施方式的薄膜电容器元件的制作方法的爆炸立体图。
26.图6是表示薄膜层叠后的元件的结构的外观立体图。
27.图7是表示金属电极的喷镀后的元件的结构的外观立体图。
28.图8是表示形成绝缘用的槽后的元件的结构、和槽的形成位置的外观立体图。
29.图9是绝缘用的槽的形成位置不同的元件的例子。
30.图10是绝缘用的槽的形成位置不同的元件的例子。
31.图11是表示本公开的另一实施方式的薄膜电容器元件的结构的俯视图。
32.图12是表示本公开的又一实施方式的薄膜电容器元件的结构的俯视图。
具体实施方式
33.以下，参照附图对实施方式的薄膜电容器元件进行说明。
34.实施方式的薄膜电容器元件10，在如图1a所示的、薄膜的表面，交替层叠有多层具有多个沿第1方向(图示中为x方向)连续的带状金属层(膜)3的电介质薄膜1或电介质薄膜2。
35.另外，各带状金属层3在层叠后成为电容器的内部电极。虽然电介质薄膜1、2的如图1b所示的一部分结构之后的部分仅在层叠方向不同，为相同的结构，但是为了清楚层叠后的朝向，如图1a、1c所示地，对各带状金属层3，从端部依次对电介质薄膜1赋予符号1a～1n，对电介质薄膜2赋予符号2a～2n。
36.此外，在各图中，将平行形成的各带状金属层3的连续方向称为第1方向(x方向)，将平行的各带状金属层3的并列方向(与x方向正交的y方向)称为第2方向。各电介质薄膜1、2的层叠方向是与第1方向以及第2方向正交的第3方向(图示z方向)。以下说明层叠后的薄膜层叠体4的详细情况。
37.电介质薄膜1、2的表面上的各带状金属层3通过在基膜(基体)上进行金属蒸镀而形成。在y方向相邻的带状金属层3彼此之间，露出称之为小空白的、槽状的薄膜表面(以下称为绝缘空白部s)，由此，各带状金属层3分别成为独立地电绝缘的状态。
38.并且，各绝缘空白部s(小空白)在第1方向(x方向)的一个端部侧，与在第2方向(y方向)连续的被称为大空白的带状绝缘区域t相连。各绝缘空白部s的间隔(间距p)为将各带
状金属层3的y方向的宽度p1和各绝缘空白部s的y方向的宽度p2相加后的值(p＝p1+p2)。
39.另外，作为构成薄膜电容器元件10的电介质薄膜1、2的构成材料，可列举：聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚芳酯、环烯烃聚合物等有机树脂材料。
40.如图1b所示，电介质薄膜1、2的层叠是，在将电介质薄膜1和与其在图示上下(z方向)邻接的电介质薄膜2的、在x方向的朝向上交替地反转180
°
，即，电介质薄膜1、2是，各电介质薄膜1、2的端部(边缘)的带状绝缘区域t的位置以在x方向上交替地相反的方式重叠，从而得到薄膜层叠体4。
41.在薄膜层叠体4的x方向的两端部，通过金属喷镀形成有金属电极(以下称为金属喷镀部)。另外，在图示上，虽然将形成于x方向的两端部的金属喷镀部的一者称为5a(第1金属电极)，将另一者称为5b(第2金属电极)，但是它们仅是配置位置的不同，在结构上没有差异。
42.并且，如图1c所示，实施方式的薄膜电容器元件10在成为金属喷镀部5a、5b形成后的元件的状态下，在薄膜电容器元件10中的y方向(第2方向)的两端部，分别形成有使带状金属层3(内部电极)与金属喷镀部5a、5b(外部电极)分离的槽部11。另外，在该例中，槽部11在薄膜层叠体4的x方向的端部分别设置有2个，合计设置有4个。
43.这些槽部11在金属喷镀部5a或5b与薄膜层叠体4之间，或者，在包含金属喷镀部5a或5b与薄膜层叠体4的界面(边界)的区域，形成为在薄膜的层叠方向(z方向)上连续的凹形状。此外，各槽部11设置为朝向薄膜层叠体4的y方向的端面开口，各槽部11的、从y方向的端面的槽深d(y方向)比上述的各绝缘空白部s的间隔即间距p大。
44.具体而言，薄膜电容器元件10中，在图1c所示的各带状金属层3当中，层叠的电介质薄膜1中，位于y方向两端部的1～2个的带状金属层3，例如位于图示左侧的“1a”、“1b”的带状金属层3、和位于图示右侧的“1n”、“1m”的带状金属层3，通过槽部11而与金属喷镀部5a或5b分离而电绝缘。
45.此外，在层叠的电介质薄膜2中，同样地，位于y方向两端部的1～2个带状金属层3，例如在图1c中，位于省略图示的左侧的“2n”、“2m”的带状金属层3、和位于同样地省略图示的右侧的“2a”、“2b”的带状金属层3，通过槽部11而与金属喷镀部5a或5b分离而电绝缘。
46.即，如果使用以上的结构的薄膜电容器元件10来制作薄膜电容器，则各带状金属层3在x方向上为直线状，而且在其y方向两端部被切断/绝缘的带状金属层3的个数或根数较少。因此，实施方式的薄膜电容器与使用了具有弯曲图案的绝缘空白部(参照专利文献1)的元件的以往的薄膜电容器相比，层叠后的切断面(y方向两端部)附近的、静电电容的损耗降低。
47.另外，各槽部11的、从y方向的端面起的槽深d只要将位于y方向两端部的1～2个带状金属层3切断以及绝缘就足够。因此，各槽部11的槽深d如图1a的右上所示地，只要设为绝缘空白部s的间距p的1.0倍(图示dmin)～3.0倍左右(图示dmax)即可。由此，无论位于y方向端部的带状金属层3的宽度、即在该例中是由于薄膜层叠体4的切断而变化的1a、2a或1n、2n的y方向宽度p1如何，都能够将位于y方向两端部的至少1个带状金属层3可靠地绝缘。
48.另外，对于各槽部11的x方向(第1方向)的形成位置〔图2a〕，由于与薄膜层叠体4的内部构造相关联，因此在后面进行说明。
49.图5～图8是对制造实施方式的薄膜电容器元件的过程示意性地进行说明的图。另
外，在作为第2实施方式的图5～图8以及作为其变形例的图9、10中，也与图1同样地，将平行形成的各带状金属层3的连续方向设为第1方向(图示x方向)，将平行的各带状金属层3的并列方向(与x方向正交的y方向)设为第2方向，将与第1方向以及第2方向正交的、薄膜的层叠方向设为第3方向(图示z方向)。
50.在层叠型的薄膜电容器元件70的制作中，首先，如图5所示，在薄膜的表面，将多片具有沿x方向连续的多个带状金属层3的电介质薄膜1或电介质薄膜2，以沿x方向的朝向交替地相反的方式进行层叠，即，以带状绝缘区域t的俯视位置每隔1片重叠的方式，使x方向(第1方向)的朝向每片反转180
°
并重叠。
51.另外，如前所述，电介质薄膜1和电介质薄膜2仅改变x方向的朝向，结构相同。另外，作为层叠的方法，可以通过将长条状的电介质薄膜1、2相互重叠，卷绕在圆筒或截面为多边形状的筒等、以往公知的方法来进行。图5中的假想线(双点划线)表示卷绕在筒等后的切断线。
52.图6是从切断面(y方向端面)方向观察切成规定长度后的薄膜层叠体4的图。如该图6所示，上下邻接的电介质薄膜1和2，由于以在带状金属层3的连续方向(x方向)上稍微错开位置的状态(偏移的状态)进行层叠，因此，在薄膜层叠体4的x方向的两端面上，各带状金属层3的边缘部露出或邻接。
53.另外，在实施方式的薄膜层叠体4的上表面，层叠有未形成带状金属层3的电介质薄膜等、兼用于层叠体的保护层(膜)的绝缘层12。绝缘层12也可以省略。
54.接着，如图7所示，在前述的各带状金属层3的边缘部露出的、薄膜层叠体4的x方向的两端面，分别通过金属喷镀形成第1金属电极以及第2金属电极(金属喷镀部5a、5b)。由此，电介质薄膜1、2上的各带状金属层3与图示左右(x方向)的任意一个金属喷镀部电连接，从而作为元件的内部电极而发挥功能。
55.接着，在第2实施方式的薄膜电容器元件70中，在作为层叠体(卷绕体)的切断面即薄膜层叠体4的y方向的两端面，在分别使带状金属层3(内部电极)与金属喷镀部5a、5b(外部电极)分离的位置，形成朝向这些y方向的两端面而开口的槽部11(y方向的槽深d)。在该例子中，槽部11也在y方向的端部分别设置2个，合计设置4个。
56.槽部11可以通过切削加工、切断加工等，形成为在层叠方向(z方向)上连续的形状。也可形成为所谓的切口、狭缝、槽口等的形状。
57.此外，槽部11的y方向的槽深d只要比带状金属层3的间隔及绝缘空白部s的间隔即间距p大即可。具体而言，只要为间距p的1.0倍～3.0倍左右的深度以使位于y方向两端部的1～2个带状金属层3绝缘即可。若超过间距p的3.0倍，则由于端部的静电电容的损耗增加，因此优选为其以下。
58.进一步地，作为x方向的槽部11的形成位置，既可以如图8所示的薄膜电容器元件70那样，在金属喷镀部5a或5b与薄膜层叠体4之间形成，也可以如图9所示的薄膜电容器元件80那样，在包含金属喷镀部5a或5b与薄膜层叠体4的界面(边界)的区域形成。此外，如图10所示的薄膜电容器元件90那样，也可以将两者的槽部11形成在金属喷镀部5a或5b与薄膜层叠体4的界面(边界)的薄膜层叠体4的一侧。
59.在任意一种结构中，都能够起到同样的效果。另外，在槽部11的内表面(内壁面)仅露出电介质薄膜1上的带状金属层3或电介质薄膜2上的带状金属层3，如图2a所示，各槽部
11在位于其内侧的、未在槽部11的内表面露出的其他带状金属层3的电介质薄膜1上的端部31或电介质薄膜2上的端部32之间，在x方向隔开距离q的位置从而形成。
60.图2b是通过从薄膜电容器元件20的上方观察的俯视图，对这些各槽部11在x方向的形成位置进行说明的图。如该图的下半部分所示，上述的各槽部11在位于薄膜层叠体4的x方向的内侧的、且与电介质薄膜1上的带状金属层3的端部31之间隔开距离q的外侧(金属喷镀部5a侧)而形成。由此，与内部电极(带状金属层3)可靠地电绝缘。带状金属层3的端部31、32之间的距离q可以设为200μm以上。
61.另外，在图1、2以及图8～10中，虽然示例了在y方向以及x方向的端部分别各配设了2个、合计配设了4个槽部11的结构，但如图3a～3c所示，也可以在薄膜层叠体4与金属喷镀部5a或5b之间的y方向的端部分别设置1个、合计设置2个槽部11。在该情况下，两个槽部11既可以设置在薄膜电容器元件30的xy面上成为对角的、x方向的不同的端部(角部)，也可以设置在x方向的任一侧的y方向的端部(角部)。进一步地，虽然未图示，但是槽部11也可以在薄膜层叠体4与金属喷镀部5a之间的y方向的端部设置2个，在薄膜层叠体4与金属喷镀部5b之间的y方向的端部设置1个、合计设置3个。
62.此外，在薄膜层叠体4如图4b所示地，由具有由绝缘空白部s划分的带状金属层3的电介质薄膜1(参照图1a)，与没有绝缘空白部的、具有所谓的实心图案的整面金属层3'的电介质薄膜13(参照图4a)交替重叠而成的情况下，如前述的图4b所示地，槽部11以在整面金属层3'的端部33与金属喷镀部5a之间空出间隙的方式，配设在x方向右侧的y方向端部(角部)即可。另外，在图4b中，电介质薄膜1上的各带状金属层3与图示右(x方向)的金属喷镀部5a(第1金属电极)电连接，电介质薄膜13上的整面金属层3'与金属喷镀部5b(第2金属电极)连接。
63.如此地，通过成为内部电极的金属膜的配置/排列图案，槽部11能够如图3a～3c所示的薄膜电容器元件30、40、50，或者如图4a、4b的薄膜电容器元件60那样地，改变其数量或者位置。使用了具有变更了这些数量、位置的槽部11的薄膜电容器元件30、40、50、60的薄膜电容器，也起到与使用了前述的薄膜电容器元件10、20、70、80、90的薄膜电容器相同的效果/功能。
64.图11是表示本公开的另一实施方式的薄膜电容器元件100的结构的俯视图。另外，在与前述的各实施方式对应的部分赋予相同的附图标记。本实施方式的薄膜电容器元件100包含：长方体状的薄膜层叠体4，其以带状绝缘区域t的俯视位置每隔1片重叠的方式，将一面中的第1方向x的朝向每片反转180
°
地层叠有多片电介质薄膜1、2，其中，该电介质薄膜1、2在一面配设有带状金属层3，在该一面的第1方向x的一个边缘部设置有在与第1方向x正交的第2方向y连续的带状绝缘区域t；和作为第1金属电极的金属喷镀部5a以及作为第2金属电极的金属喷镀部5b，其中，金属喷镀部5a以及金属喷镀部5b分别在薄膜层叠体4的第1方向x的一对端面形成。作为构成薄膜电容器元件100的电介质薄膜1、2的构成材料，与前述各实施方式同样地，可以通过：聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚芳酯、环烯烃聚合物等有机树脂材料来形成。
65.具有至少一部分分别与金属喷镀部5a、5b电连接的金属层的电介质薄膜1、2具有：沿第1方向x延伸的多个带状金属层3；和设置在各带状金属层3之间的沿第1方向x延伸的槽状的绝缘空白部s。在薄膜层叠体4的第2方向y的一对端面，具有使薄膜层叠体4与各金属喷
镀部5a、5b分离的、在薄膜层叠方向z连续的槽部11。
66.在这样的薄膜电容器元件100中，各带状金属层3之间的各绝缘空白部s从金属喷镀部5a、5b在第1方向x隔开间隔δl1而分离地形成。绝缘空白部s只要在带状金属层3与金属喷镀部5a、5b通过槽部11而分离的范围、即槽部11的第2方向y上的槽深d内，则绝缘空白部s也可以不与金属喷镀部5a、5b相连，而是可以在中途断开。在此情况下，在图11的例子中，位于附图标记1c、1d、～、1k、1l；2c、2d、～、2k、2l的带状金属层3，在绝缘空白部s相对于金属喷镀部5a、5b隔开间隔δl1而分离的区域彼此相连。因此，若位于y方向的各槽部11之间的中间部的各带状金属层3，在至少一部分与金属喷镀部5a或5b相连，则位于中间部的各带状金属层3与金属喷镀部5a或5b共通地连接。由此，即使在位于中间部的多个带状金属层3与各金属喷镀部5a或5b之间发生连接不良，也能够防止整体的静电电容下降。
67.此外，即使是如图12所示的薄膜电容器元件110那样地，在包含金属喷镀部5a或5b与薄膜层叠体4的界面(边界)的区域形成有槽部11的结构，也与前述的图11所示的实施方式同样地，位于附图标记1c、1d、～、1k、1l；2c、2d、～、2k、2l的带状金属层3也在绝缘空白部s相对于金属喷镀部5a、5b隔开间隔δl1而分离的区域彼此相连。因此，由于位于y方向的各槽部11之间的中间部的各带状金属层3，具有在至少一部分与金属喷镀部5a、5b电连接的带状金属层3，因此，即使在位于中间部的多个带状金属层3与各金属喷镀部5a或5b之间发生连接不良，也能防止整体的静电电容下降。
68.根据以上的结构的薄膜电容器元件，位于y方向(第2方向)两端部的1～2个带状金属层3通过槽部11与金属喷镀部5a或5b分离而被电绝缘。即，与使用了具有弯曲图案的绝缘空白的元件的以往的薄膜电容器相比，层叠后的切断面(y方向两端部)附近的、静电电容的损耗降低。因此，使用了这些薄膜电容器元件的薄膜电容器能够成为切断部分的静电电容的损耗少的、层叠型的薄膜电容器。
69.本发明能够在不脱离其精神或主要特征的情况下以其他各种方式实施。因此，前述的实施方式在所有的方面只不过是例示，本发明的范围是权利要求书所示的范围，丝毫不约束于说明书正文。进而，属于权利要求书的变形、变更全部在本发明的范围内。
70.符号说明
71.1、2、13：电介质薄膜；
72.3：金属层；
73.4：薄膜层叠体；
74.5a、5b：金属喷镀部(金属电极)；
75.10：薄膜电容器元件；
76.11：槽部
77.s：绝缘空白部
78.t：带状绝缘区域。