膜電容器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及膜電容器，更具體地說，涉及具有卓越的電氣特性的膜電容器。
【背景技術】
[0002] 傳統上，通過在由聚丙烯等制成的電介質膜的表面上氣相沉積諸如鋁之類的金屬 而獲得的金屬化膜電容器（也稱為金屬氣相沉積電極型電容器）具有耐高壓、低損耗的電 氣特性，因此，被采用在于諸如家用電器行業和汽車行業之類的多種工業領域中。
[0003] 近幾年，為了極大地改變電容器本身的電容，已經開發出膜電容器，膜電容器包括 具有高電容率（electric permittivity)的電介質膜，這些電介質膜包含VdF基聚合物、鈦 酸鋇基粒子等。這種傳統技術在公開號為的日本專利申請（JP A)中公開。
[0004][0005] -般通過在基材上施加聚合物溶液，且使聚合物溶液變干來制備在此類膜電容器 中采用的電介質膜。因此，眾所周知，在電介質膜表面（變干的表面）上形成由表面粗糙 導致的微凸體，但是位于基材側的電介質膜表面基本平滑。因此，對于膜電容器而言，當纏 繞或堆疊金屬化膜以制造膜電容器時，由于電介質膜具有表面粗糙，因此可能在彼此相鄰 的金屬化膜之間（具體而言，在一個金屬化膜的電介質膜表面（變干的表面）上形成的金 屬膜（金屬電極）的表面與鄰近所述一個金屬化膜的另一金屬化膜的電介質膜的相反表面 (reverse surface)(位于基材側的表面）之間）產生氣隙。具體而言，具有高電容率的電 介質膜（其包含鈦酸鋇基粒子等）的硬度和表面粗糙度與不包含上述粒子的電介質膜相比 更大。因此，可能在彼此相鄰的金屬化膜之間存在氣隙，而無法確保所需電容。
[0006] 如果為了處理上述問題而對電介質膜進行平滑處理以降低表面粗糙度，膜電容的 耐久性則可能降低。

【發明內容】

[0007] 本發明提供一種膜電容器，其包括具有高電容率且包含鈦酸鋇基粒子等的電介質 膜，該膜電容器可通過簡單的配置確保所需電容。
[0008] 本發明的一方面涉及一種膜電容器，其通過在厚度方向上堆疊金屬化膜而形成， 其中在所述金屬化膜的每一者中，在電介質膜的表面上形成金屬電極。所述電介質膜包括 高電介質層和低電介質層，所述高電介質層具有相對高的高電介質填料含量，所述低電介 質層具有相對低的所述高電介質填料的含量或者不包含所述高電介質填料。所述低電介質 層被設置在以下位置的至少一者上：即，位于所述高電介質層與所述金屬電極之間的位置， 以及位于所述高電介質層的與所述金屬電極相反的一側的位置。
[0009] 用于形成構成根據本發明的上述方面的膜電容器的電介質膜的材料的實例包括 紙、聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚苯硫醚、聚偏二氟乙烯、聚醚酰亞 胺、聚酰亞胺、以及聚酰亞胺酰胺。在所述電介質膜的表面上形成的金屬電極可通過在所述 電介質膜的表面上設置金屬箱或在所述電介質膜的表面上氣相沉積汽化金屬而形成。用于 形成所述金屬箱或所述汽化金屬的材料的實例包括諸如鋁（A1)、鋅（Zn)、錫（Sn)、銅（Cu)、 鐵（Fe)、鎳（Ni)和鉻（Cr)之類的金屬，以及這些金屬的合金。所述汽化金屬可通過真空膜 沉積法形成，例如真空蒸鍍法、濺鍍法或激光燒蝕法。
[0010] 所述電介質膜中包括的高電介質填料是電容率至少高于形成電介質膜的材料的 電容率的填料。用于形成高電介質填料的材料的實例包括陶瓷基粒子，例如鈦酸鋇基粒子 和錯鈦酸鉛基粒子。所述高電介質填料可進一步包含偶聯劑、表面活性劑等。
[0011] 而且，根據本發明的上述方面的膜電容器可通過使多對所述金屬化膜在厚度方向 上彼此重疊，或者在繞組芯部的周圍纏繞一對所述金屬化膜而形成。在所述金屬化膜被纏 繞在所述繞組芯部周圍的情況下，所述繞組芯部可以是具有預定的剖面形狀的軸形芯部構 件，或者是中空芯部。
[0012] 對于根據本發明的上述方面的膜電容器，在以下位置的至少一者上設置相對具有 彈性的低電介質層：即，位于所述高電介質層與所述金屬電極之間的位置，以及位于所述高 電介質層的與所述金屬電極相反的一側的位置。因此，當通過堆疊分別包括含有所述高電 介質填料的所述電介質膜的所述金屬化膜來制造所述膜電容器時，可以通過采用所述低電 介質層，增加在一個金屬化膜的所述電介質膜表面上形成的所述金屬電極的表面與鄰近所 述一個金屬化膜的另一金屬化膜的所述電介質膜的相反表面之間的接觸性（接觸程度）。 因此，可以減少在彼此相鄰的所述金屬化膜之間產生的氣隙，從而可確保所需電容。
[0013] 在根據本發明的上述方面的膜電容器中，所述金屬電極可被設置在所述高電介質 層的表面上，并且所述低電介質層可被設置在所述高電介質層的另一表面上，在該另一表 面上未設置所述金屬電極。
[0014] 根據上述配置，當通過堆疊分別包括含有所述高電介質填料的所述電介質膜的所 述金屬化膜來制造所述膜電容器時，被設置在鄰近另一金屬化膜的一個金屬化膜的所述電 介質膜的相反表面側的所述低電介質層（換言之，被設置在所述高電介質層的與所述金屬 電極相反的一側的所述低電介質層，即，與在所述另一金屬化膜的所述電介質膜的表面上 形成的所述金屬電極的表面接觸的接觸部）沿著在所述另一金屬化膜的所述電介質膜的 表面上形成的金屬電極的表面上的微凸體（由于所述電介質膜的表面粗糙導致的微凸體） 變形。因此，可以增加在所述另一金屬化膜的所述電介質膜的表面上形成的所述金屬電極 的表面與鄰近所述另一金屬化膜的所述一個金屬化膜的所述電介質膜的相反表面之間的 接觸性（接觸程度）。這樣，可更有效地減少在彼此相鄰的所述金屬化膜之間產生的氣隙， 從而可以更可靠地確保所需電容。
[0015] 根據上述描述可理解，在根據本發明的上述方面的膜電容器中，所述電介質膜包 括高電介質層和低電介質層，所述高電介質層具有相對高的高電介質填料含量，所述低電 介質層具有相對低的所述高電介質填料的含量或者不包含所述高電介質填料。所述低電介 質層被設置在以下位置的至少一者上：即，位于所述高電介質層與所述金屬電極之間的位 置，以及位于所述高電介質層的與所述金屬電極相反的一側的位置。因此，可通過簡單的配 置確保所需電容。
【附圖說明】
[0016] 下面將參考附圖描述本發明的示例性實施例的特征、優點和技術及工業意義，在 所述附圖中，相同的附圖標記表示相同的部件，其中：
[0017] 圖1是示出根據本發明的第一實施例的膜電容器的基本配置的透視圖；
[0018] 圖2是示出圖1所示的膜電容器的內部配置的縱向剖視圖；
[0019] 圖3是示出根據本發明的第二實施的膜電容器的內部配置的縱向剖視圖；
[0020] 圖4是示出根據本發明的第三實施的膜電容器的內部配置的縱向剖視圖；以及
[0021] 圖5是示出作為試驗樣本的每個膜電容器的低電介質層的厚度與電容發生率之 間的關系的視圖。
【具體實施方式】
[0022] 下面將參考附圖描述本發明的實施例。下文主要描述這樣一種模式：在該模式下， 通過在厚度方向上使多對基本呈矩形的金屬化膜彼此重疊而形成膜電容器（的堆疊體）。 但是，也可通過在繞組芯部（winding core)的周圍纏繞一對細長型金屬化膜而形成該膜電 容器（的堆疊體）。在其中金屬化膜被纏繞在繞組芯部周圍的情況下，繞組芯部可以是具有 預定截面形狀的軸形芯部構件，也可以是不包括芯部構件的中空芯部。
[0023] (第一實施例）圖1是示出根據本發明的第一實施例的膜電容器的基本配置的透 視圖。圖2是示出圖1所示的膜電容器的內部配置的縱向剖視圖。在圖2中，為了易于理 解，以加強的方式（夸大的方式）示出構成膜電容器的電介質膜的表面微凸體（由電介質 膜的表面粗糙導致的微凸體（不平整））。
[0024] 圖中所示的膜電容器10主要包括基本呈矩形的堆疊體5和外部電極9a和％。通 過堆疊金屬化膜5a和5b而形成堆疊體5,其中沿厚度方向（圖中的Z方向），分別在基本 呈矩形的電介質膜la和lb的表面上形成金屬電極2a和2b。分別在堆疊體5的兩個相反 的側部6a和6b