膜电容器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及膜电容器，更具体地说，涉及具有卓越的电气特性的膜电容器。
【背景技术】
[0002] 传统上，通过在由聚丙烯等制成的电介质膜的表面上气相沉积诸如铝之类的金属 而获得的金属化膜电容器（也称为金属气相沉积电极型电容器）具有耐高压、低损耗的电 气特性，因此，被采用在于诸如家用电器行业和汽车行业之类的多种工业领域中。
[0003] 近几年，为了极大地改变电容器本身的电容，已经开发出膜电容器，膜电容器包括 具有高电容率（electric permittivity)的电介质膜，这些电介质膜包含VdF基聚合物、钛 酸钡基粒子等。这种传统技术在公开号为2009-277866的日本专利申请（JP 2009-277866 A)中公开。
[0004][0005] -般通过在基材上施加聚合物溶液，且使聚合物溶液变干来制备在此类膜电容器 中采用的电介质膜。因此，众所周知，在电介质膜表面（变干的表面）上形成由表面粗糙 导致的微凸体，但是位于基材侧的电介质膜表面基本平滑。因此，对于膜电容器而言，当缠 绕或堆叠金属化膜以制造膜电容器时，由于电介质膜具有表面粗糙，因此可能在彼此相邻 的金属化膜之间（具体而言，在一个金属化膜的电介质膜表面（变干的表面）上形成的金 属膜（金属电极）的表面与邻近所述一个金属化膜的另一金属化膜的电介质膜的相反表面 (reverse surface)(位于基材侧的表面）之间）产生气隙。具体而言，具有高电容率的电 介质膜（其包含钛酸钡基粒子等）的硬度和表面粗糙度与不包含上述粒子的电介质膜相比 更大。因此，可能在彼此相邻的金属化膜之间存在气隙，而无法确保所需电容。
[0006] 如果为了处理上述问题而对电介质膜进行平滑处理以降低表面粗糙度，膜电容的 耐久性则可能降低。
【发明内容】
[0007] 本发明提供一种膜电容器，其包括具有高电容率且包含钛酸钡基粒子等的电介质 膜，该膜电容器可通过简单的配置确保所需电容。
[0008] 本发明的一方面涉及一种膜电容器，其通过在厚度方向上堆叠金属化膜而形成， 其中在所述金属化膜的每一者中，在电介质膜的表面上形成金属电极。所述电介质膜包括 高电介质层和低电介质层，所述高电介质层具有相对高的高电介质填料含量，所述低电介 质层具有相对低的所述高电介质填料的含量或者不包含所述高电介质填料。所述低电介质 层被设置在以下位置的至少一者上：即，位于所述高电介质层与所述金属电极之间的位置， 以及位于所述高电介质层的与所述金属电极相反的一侧的位置。
[0009] 用于形成构成根据本发明的上述方面的膜电容器的电介质膜的材料的实例包括 纸、聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚苯硫醚、聚偏二氟乙烯、聚醚酰亚 胺、聚酰亚胺、以及聚酰亚胺酰胺。在所述电介质膜的表面上形成的金属电极可通过在所述 电介质膜的表面上设置金属箱或在所述电介质膜的表面上气相沉积汽化金属而形成。用于 形成所述金属箱或所述汽化金属的材料的实例包括诸如铝（A1)、锌（Zn)、锡（Sn)、铜（Cu)、 铁（Fe)、镍（Ni)和铬（Cr)之类的金属，以及这些金属的合金。所述汽化金属可通过真空膜 沉积法形成，例如真空蒸镀法、溅镀法或激光烧蚀法。
[0010] 所述电介质膜中包括的高电介质填料是电容率至少高于形成电介质膜的材料的 电容率的填料。用于形成高电介质填料的材料的实例包括陶瓷基粒子，例如钛酸钡基粒子 和错钛酸铅基粒子。所述高电介质填料可进一步包含偶联剂、表面活性剂等。
[0011] 而且，根据本发明的上述方面的膜电容器可通过使多对所述金属化膜在厚度方向 上彼此重叠，或者在绕组芯部的周围缠绕一对所述金属化膜而形成。在所述金属化膜被缠 绕在所述绕组芯部周围的情况下，所述绕组芯部可以是具有预定的剖面形状的轴形芯部构 件，或者是中空芯部。
[0012] 对于根据本发明的上述方面的膜电容器，在以下位置的至少一者上设置相对具有 弹性的低电介质层：即，位于所述高电介质层与所述金属电极之间的位置，以及位于所述高 电介质层的与所述金属电极相反的一侧的位置。因此，当通过堆叠分别包括含有所述高电 介质填料的所述电介质膜的所述金属化膜来制造所述膜电容器时，可以通过采用所述低电 介质层，增加在一个金属化膜的所述电介质膜表面上形成的所述金属电极的表面与邻近所 述一个金属化膜的另一金属化膜的所述电介质膜的相反表面之间的接触性（接触程度）。 因此，可以减少在彼此相邻的所述金属化膜之间产生的气隙，从而可确保所需电容。
[0013] 在根据本发明的上述方面的膜电容器中，所述金属电极可被设置在所述高电介质 层的表面上，并且所述低电介质层可被设置在所述高电介质层的另一表面上，在该另一表 面上未设置所述金属电极。
[0014] 根据上述配置，当通过堆叠分别包括含有所述高电介质填料的所述电介质膜的所 述金属化膜来制造所述膜电容器时，被设置在邻近另一金属化膜的一个金属化膜的所述电 介质膜的相反表面侧的所述低电介质层（换言之，被设置在所述高电介质层的与所述金属 电极相反的一侧的所述低电介质层，即，与在所述另一金属化膜的所述电介质膜的表面上 形成的所述金属电极的表面接触的接触部）沿着在所述另一金属化膜的所述电介质膜的 表面上形成的金属电极的表面上的微凸体（由于所述电介质膜的表面粗糙导致的微凸体） 变形。因此，可以增加在所述另一金属化膜的所述电介质膜的表面上形成的所述金属电极 的表面与邻近所述另一金属化膜的所述一个金属化膜的所述电介质膜的相反表面之间的 接触性（接触程度）。这样，可更有效地减少在彼此相邻的所述金属化膜之间产生的气隙， 从而可以更可靠地确保所需电容。
[0015] 根据上述描述可理解，在根据本发明的上述方面的膜电容器中，所述电介质膜包 括高电介质层和低电介质层，所述高电介质层具有相对高的高电介质填料含量，所述低电 介质层具有相对低的所述高电介质填料的含量或者不包含所述高电介质填料。所述低电介 质层被设置在以下位置的至少一者上：即，位于所述高电介质层与所述金属电极之间的位 置，以及位于所述高电介质层的与所述金属电极相反的一侧的位置。因此，可通过简单的配 置确保所需电容。
【附图说明】
[0016] 下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点和技术及工业意义，在 所述附图中，相同的附图标记表示相同的部件，其中：
[0017] 图1是示出根据本发明的第一实施例的膜电容器的基本配置的透视图；
[0018] 图2是示出图1所示的膜电容器的内部配置的纵向剖视图；
[0019] 图3是示出根据本发明的第二实施的膜电容器的内部配置的纵向剖视图；
[0020] 图4是示出根据本发明的第三实施的膜电容器的内部配置的纵向剖视图；以及
[0021] 图5是示出作为试验样本的每个膜电容器的低电介质层的厚度与电容发生率之 间的关系的视图。
【具体实施方式】
[0022] 下面将参考附图描述本发明的实施例。下文主要描述这样一种模式：在该模式下， 通过在厚度方向上使多对基本呈矩形的金属化膜彼此重叠而形成膜电容器（的堆叠体）。 但是，也可通过在绕组芯部（winding core)的周围缠绕一对细长型金属化膜而形成该膜电 容器（的堆叠体）。在其中金属化膜被缠绕在绕组芯部周围的情况下，绕组芯部可以是具有 预定截面形状的轴形芯部构件，也可以是不包括芯部构件的中空芯部。
[0023] (第一实施例）图1是示出根据本发明的第一实施例的膜电容器的基本配置的透 视图。图2是示出图1所示的膜电容器的内部配置的纵向剖视图。在图2中，为了易于理 解，以加强的方式（夸大的方式）示出构成膜电容器的电介质膜的表面微凸体（由电介质 膜的表面粗糙导致的微凸体（不平整））。
[0024] 图中所示的膜电容器10主要包括基本呈矩形的堆叠体5和外部电极9a和％。通 过堆叠金属化膜5a和5b而形成堆叠体5,其中沿厚度方向（图中的Z方向），分别在基本 呈矩形的电介质膜la和lb的表面上形成金属电极2a和2b。分别在堆叠体5的两个相反 的侧部6a和6b