薄膜电容器的制造方法
薄膜电容器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种薄膜电容器，特别涉及一种具有优异的耐热性、散热性和加工性的薄膜电容器。
【背景技术】
[0002]通常，由于高耐电压和低损耗的电特性，其中将诸如铝的金属沉积在由聚丙烯等制成的电介质薄膜表面上的金属化薄膜电容器(也称为金属沉积电极型电容器)已用于各个工业领域中，包括家电工业和汽车工业。
[0003]已知该类薄膜电容器的静电容在很大程度上依赖于温度，且静电容随温度升高而降低。还已知的是，例如在其中高频率的大噪声、浪涌电流、短路电流或雷击浪涌电流在使用期间流经电容器且操作温度升高的情况下，当电容器的温度由高温回复至室温等时，在电介质薄膜内部产生裂纹。因此，漏电流增大，且电容器不再能经受高电场。其结果是耐电压性降低。
[0004]为了解决该问题，日本公开专利申请2007-19327 (JP 2007-19327A)描述了一种高耐热薄膜电容器，其具有由电介质薄膜和导体构成的电容器元件，且其中所述电介质薄膜中所含的合成聚合物化合物包含热导率为4W/m.K或更高的绝缘陶瓷微粒。
[0005]在JP 2007-19327A所述的高耐热薄膜电容器中，所述电介质薄膜中所含的合成聚合物化合物包含热导率为4W/m.K或更高的绝缘陶瓷微粒。因此，所述薄膜电容器具有优异的耐热性和散热性。此外，额定电容可通过提高电流密度而提高。此外，并非必须提供冷却装置(风扇或受热器)等。因此，电容器的构造得以简化。其结果是可实现小型化和降低成本。
[0006]然而，在JP 2007-19327A所述的高耐热薄膜电容器中，所述电介质薄膜以其中合成聚合物化合物分散在整个电介质薄膜中的状态包含合成聚合物化合物，其包含由氮化铝、氧化铍、氧化铝、碳化硅、金刚石、氮化硼等构成的陶瓷微粒。因此，电介质薄膜自身的韧性降低且其加工性降低(例如，在其中电介质薄膜的韧性低的情况下，电介质薄膜可能由于在将蒸发金属沉积在电介质薄膜表面上时施加至该电介质薄膜上的应力而断裂)，且制造成本提尚。
【发明内容】
[0007]本发明提供了一种薄膜电容器，其可提高加工性，同时保持耐热性和散热性，且降低制造成本。
[0008]本发明的一个方面涉及一种薄膜电容器，其包括通过堆叠金属化薄膜而形成的堆叠体，在所述各金属化薄膜中在电介质薄膜表面上形成金属电极，其中所述堆叠体的至少一个电介质薄膜包含高热导填料；和在所述堆叠体中对向位置处提供的电极形成端部处形成的外部电极。所述堆叠体包括高热导部分，其中至少一个电介质薄膜中的高热导填料的含量相对高；和低热导部分，其中至少一个电介质薄膜中的高热导填料的含量相对低，或者不含高热导填料。提供高热导部分以从堆叠体的内部连续延伸至除电极形成端部之外的侧部。
[0009]用于形成本发明上述方面薄膜电容器的电介质薄膜的材料实例包括纸、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚苯硫醚、聚偏氟乙烯、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺和聚酰亚胺酰胺。此外，在电介质薄膜表面上形成的金属电极可通过将金属箔配置于电介质薄膜表面上或者将蒸发金属沉积在电介质薄膜表面上而形成。用于形成金属箔和沉积金属的材料实例包括金属，如铝(A1)、锌(Zn)、锡(Sn)、铜(Cu)、铁(Fe)、镍(Ni)和铬(Cr)及其合金。此外，沉积金属可通过真空膜形成法形成，包括例如真空沉积法、溅射法和激光烧蚀法。
[0010]电介质薄膜中所含的高热导填料为具有比用于形成电介质薄膜的至少一种材料(形成电介质薄膜的材料)更高的热导率的填料。用于形成高热导填料的材料实例包括二氧化硅(Si02)、氟化钙(CaF2)、氧化铝(A1203)、氧化镁(MgO)、氮化硼(BN)、氮化铝(A1N)和碳纳米管(CNT)。
[0011]本发明上述方面的薄膜电容器的堆叠体可通过将多对金属化薄膜沿厚度方向彼此层叠而形成，或者可通过将金属化薄膜对围绕卷绕芯卷绕而形成。应指出的是，在其中将金属化薄膜围绕卷绕芯卷绕的情况下，所述卷绕芯可为具有规定横截面形状的轴状芯构件，或者可为空芯。
[0012]在上述方面的薄膜电容器中，通过堆叠金属化薄膜而形成的堆叠体包括高热导部分，其中至少一个电介质薄膜中的高热导填料的含量相对高；和低热导部分，其中至少一个电介质薄膜中的高热导填料的含量相对低，或者不含高热导填料。提供高热导部分以从堆叠体的内部延伸至除提供有堆叠体外部电极的电极形成端部之外的侧部。因此，在堆叠体内部产生的热量经由其中高热导填料的含量相对高的高热导部分传递给除电极形成端部之外的侧部，并将热量耗散至外部。同时，构成堆叠体的至少一部分金属化薄膜由其中高热导填料的含量相对低或者不含高热导填料的低热导部分构成。因此，可确保制造薄膜电容器中的加工性，同时保持其耐热性和散热性。此外，可有效抑制其制造成本。
[0013]应指出的是，堆叠体的内部意指位于与堆叠体外部相邻的金属化薄膜内部的一部分金属化薄膜，该金属化薄膜部分不包括除提供有外部电极的电极形成端部之外的侧部。
[0014]在上述方面中，堆叠体的各电介质薄膜可包括其中高热导填料的含量相对高的高热导区域，和其中高热导填料的含量相对低或者不含高热导填料的低热导部分；可提供高热导区域，从而当从电介质薄膜的厚度方向观察时，从各电介质薄膜的内部连续延伸至电介质薄膜的端部，其中所述端部对应于除电极形成端部之外的侧部；且所述金属化薄膜可沿厚度方向堆叠，从而形成堆叠体。
[0015]在上述方面中，堆叠体的电介质薄膜可包括高热导薄膜，其中高热导填料的含量相对高且高热导填料以分散方式配置，和低热导薄膜，其中高热导填料的含量相对低且高热导填料以分散方式配置，或者不含高热导填料；且可将其中在高热导薄膜表面上形成金属电极的金属化薄膜在相对内部的位置沿堆叠方向堆叠，并将其中在低热导薄膜表面上形成金属电极的金属化薄膜在相对外部的位置沿堆叠方向堆叠，从而形成堆叠体。
[0016]在上述方面的薄膜电容器中，薄膜电容器的堆叠体具有简单构造。特别地，堆叠体的各电介质薄膜包括其中高热导填料的含量相对高的高热导区域，和其中高热导填料的含量相对低或者不含高热导填料的低热导区域；提供高热导区域，从而当从电介质薄膜的厚度方向观察时，从各电介质薄膜的内部连续延伸至电介质薄膜的端部，其中所述端部对应于除电极形成端部之外的侧部；并将所述金属化薄膜沿厚度方向堆叠，从而形成堆叠体。在这种情况下，可确保堆叠体表面中高热导区域(高热导部分)的足够表面积，且此外各电极形成端部由低热导区域(低热导部分)构成。因此，可提高薄膜电容器的耐热性和散热性，且可可靠地确保制造薄膜电容器中的加工性。
[0017]正如从上文描述知晓的那样，在本发明上述方面的薄膜电容器中，通过堆叠金属化薄膜形成的堆叠体包括高热导部分，其中至少一个电介质薄膜中的高热导填料的含量相对高；和低热导部分，其中至少一个电介质薄膜中的高热导填料的含量相对低，或者不含高热导填料。提供高热导部分以从堆叠体的内部连续延伸至除提供有堆叠体外部电极的电极形成端部之外的侧部。因此，在包括含高热导填料的至少一个电介质薄膜的薄膜电容器中，可提高制造薄膜电容器中的加工性，同时保持其耐热性和散热性。此外，可降低其制造成本。
【附图说明】
[0018]下文将参照附图描述本发明示例性实施方案的特征、优点以及技术和工业意义，在所述附图中，相同的数字表示相同的元件，且其中:
[0019]图1为透视图，其显示了本发明第一实施方案的薄膜电容器的基本构造；
[0020]图2为剖开的透视图，其中将图1所示薄膜电容器的堆叠体剖开；
[0021]图3为透视图，其显示了本发明第二实施方案的薄膜电容器的基本构造；
[0022]图4为剖开的透视图，其中将图3所示薄膜电容器的堆叠体剖开；
[0023]图5为透视图，其显示了本发明第三实施方案的薄膜电容器的基本构造；
[0024]图6为剖开的透视图，其中将本发明第四实施方案的薄膜电容器的堆叠体剖开；
[0025]图7为剖面透视图，其显示了本发明第五实施方案的薄膜电容器的基本构造；
[0026]图8为剖开的透视图，其中将图7所示薄膜电容器的一部分堆叠体剖开；
[0027]图9为示意图，其示意性地解释了通过使用试样测量薄膜电容器温度的方法；
[0028]图10为显示了通过使用各试样测量薄膜电容器温度分布的结果的图；和
[0029]图11为显示了通过使用各试样测量薄膜电容器的冷却温度和中央部温度之间关系的结果。
【具体实施方式】
[0030]下文将参照附图描述本发明的实施方案。
[0031](第一实施方案)图1为透视图，其显示了本发明第一实施方案的薄膜电容器的基本构造，图2为剖开的透视图，其中将图1所示薄膜电容器的堆叠体剖开。
[0032]所示的薄膜电容器10主要包括:基本上呈矩形且通过沿厚度方向(图中的Z方向)堆叠金属化薄膜5a，5b形成的堆叠体5，其中金属电极2a，2b分别在金属化薄膜5a，5b中的基本上呈矩形的电介质薄膜la，lb表面上形成；和外部电极9a，9b，其分别在堆叠体5的两个对侧部分(电极形成端部)6a，6b (即，在所示实例中的左右方向(图中的X方向)上彼此相对的两个侧部6a，6b)上形成。
[0033]在成对金属化薄膜5a，5b中，构成内部电极的薄膜状金属电极2a，2b分别在成对电介质薄膜la，lb表面上以数μ πι至数十μ m的厚度形成。将多对金属化薄膜5a，5b沿厚度方向彼此层叠(置于彼此之上)。由此形成堆叠体5。这些成对金属化薄膜5a，5b中之一构成正电极，而其另一个构成负电极。构成正电极的金属化薄膜和构成负电极的金属化薄膜交替堆叠，由此形成堆叠体5。
[0034]应指出的是，用于形成电介质薄膜la，lb的材料实例包括纸、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚苯硫醚、聚偏氟乙烯、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺和聚酰亚胺酰胺。此外，分别在电介质薄膜la，lb表面上形成的金属电极2a，2b可通过在电介质薄膜la，lb表面上配置金属箔或通过将沉积金属沉积在电介质薄膜la，lb表面上而形成。用于形成金属箔和沉积金属的材料实例包括金属，如铝(A1)、锌(Zn)、锡(Sn)、铜(Cu)、铁(Fe)、镍(Ni)、铬(Cr)及其合金。此外，沉积金属可通过真空成膜法形成，包括例如真空沉积法、溅射法和激光烧蚀法。
[0035]此外，堆叠体5的电介质薄膜la，lb分别包括:高热导区域3a，3b，其中高热导填料的含量相对高(即，高热导区域3a，3b具有高热导率)；和低热导区域4a，4b，其中高热导填料的含量相对低，或者不含高热导填料(即，低热导区域4a，4b具有低热导率)。换言之，高热导区域3a，3b中的高热导填料的含量高于低热导区域4a，4b中的高热导填料的含量。
[0036]在所示实例中，分别提供高热导区域3a，3b以在通过将电介质薄膜la，lb沿左右方向基本上相等地分成三个部分而形成的中央部中沿前后方向(图中的Y方向)延伸。分别在中央部所提供的高热导区域3a，3b侧部上的侧部中提供低热导区域4a，4b (通过将电介质薄膜la，lb沿由左右方向基本上相等地分成三个部分而形成的右侧部和左侧部)。换言之，当从电介质薄膜la，lb的厚度方向观察时，提供高热导区域3a，3b以从电介质薄膜la, lb内部(特别是其中央部)连续延伸至对应于除分别提供有外部电极9a，9b的侧部6a，6b之外的侧部(在所示实例中，前侧部和后侧部)的端部(在所示实例中，前端部和后端部)。在对应于分别提供有外部电极9a，9b的两个侧部6a，6b的端部(在所示实例中，右端部和左端部)处提供低热导区域4a，4b。
[0037]在金属化薄膜5a，5b中，分别在电介质薄膜la，lb表面上形成金属电极2a，2b，所述电介质薄膜la，lb分别具有上文所述的高热导区域3a，3b和低热导区域4a，4b。金属化薄膜5a，5b以使得高热导区域3a，3b彼此叠层(置于彼此之上)的方式堆叠(参见图2)。因此，在通过将堆叠体5沿左右方向基本上相等地分成三部分而形成的中央部中提供(沿前后方向和沿上下方向)由电介质薄膜la，lb的高热导区域3a，3b和在其上表面上形成的金属电极的构成的高热导部分8a。在高热导部分8a侧面上的侧部(通过将堆叠体5沿左右方向基本上相等地分成三个部分而形成右侧部和左侧部)中提供各自由低热导区域4a，4b和在其上表面上形成的金属电极构成的低热导部分8b。然后，将熔融金属如锌喷至低热导部分8b (的端部)上，所述熔融金属粘附于低热导部分8b (的端部)的表面。以此方式，形成了外部电极(也称为金属喷涂电极)9a，9b。
[0038]应指出的是，电介质薄膜la，lb中所含的高热导填料是热导率高于至少一种用于形成电介质薄膜la，lb的材料的填料。用于形成填料的材料实例包括二氧化娃(Si02)、氟化钙(CaF2)、氧化铝(A1203)、氧化镁(MgO)、氮化硼(BN)、氮化铝(A1N)、碳纳米管(CNT)、氧化铍、碳化硅和金刚石。
[0039]此外，在如上文所述构造的薄膜电容器10中，通过例如焊接将汇流条连接至各外部电极9a，9b。用由环氧树脂等制成的模塑材料覆盖该状态下的薄膜电容器10。
[0040]如上所述，在第一实施方案的薄膜电容器10中，通过将金属化薄膜5a，5b沿厚度方向堆叠而形成的堆叠体5包括:高热导部分8a，其中电介质薄膜la，lb中的高热导填料的含量相对高(即，高热导部分8a具有高热导率)；和低热导部分8b，其中电介质薄膜la，lb中的高热导填料的含量相对低，或者不含高热导填料(即，低热导部分8b具有低热导率)。提供高热导部分8a以从堆叠体5的内部(特别地，温度可为高温的中央部)连续延伸至除分别提供有外部电极9a，9b的两个侧部(电极形成端部)6a，6b之外的侧部(所述实例中的前侧部和后侧部以及上侧部和下侧部)。以此方式，在堆叠体5中产生的热量经由高热导部分8a传递给除分别提供有外部电极9a，9b的两个侧部6a，6b之外的侧部，并耗散至外部。同时，分别提供有外部电极9a，9b的两个侧部6a，6b和侧部6a，6b中的部分由低热导部分8b构成，其中高热导填料的含量相对低或者不含高热导填料。因此，可可靠地确保薄膜电容器10制造中的加工性(例如，在将蒸发金属沉积至电介质薄膜la，lb表面以形成金属电极2a，2b的加工中的加工性)，同时保持其耐热性和散热性。此外，可有效降低其制造成本。
[0041](第二实施方案)图3为透视图，其显示了本发明第二实施方案的薄膜电容器基本构造，图4为剖开的透视图，其中将图3所示的薄膜电容器的堆叠体剖开。图3所示的第二实施方案的薄膜电容器10A与上述第一实施方案薄膜电容器10就堆叠体的内部结构而言不同。薄膜电容器10A的其余构造基本上与第一实施方案的薄膜电容器10相同。因此，并未详细描述与第一实施方案薄膜电容器10相同的构造。
[0042]在第二实施方案中，薄膜电容器10A的堆叠体5A的电介质薄膜laA，lbA分别包括:高热导薄膜laaA，IbaA，其中高热导填料的含量相对高且高热导填料以分散方式配置；和低热导薄膜labA，lbbA，其中高热导填料的含量相对低且高热导填料以分散方式配置，或者不含高热导填料。
[0043]金属电极2aA，2bA分别在金属化薄膜5aaA，5baA中的高热导薄膜laaA，IbaA表面上形成。金属化薄膜5aaA，5baA在中央部沿堆叠方向(厚度方向)堆叠。金属电极2aA，2bA也分别在金属化薄膜5abA，5bbA中的低热导薄膜labA，lbbA表面上形成。金属化薄膜5abA，5bbA在金属化薄膜5aaA，5baA的上侧部和下侧部上沿堆叠方向(厚度方向)堆叠(参见图4)。以此方式，高热导部分8aA由金属化薄膜5aaA，5baA构成，其中金属电极2aA，2bA分别在高热导薄膜laaA，IbaA上表面上形成。在堆叠体5A中央部中沿堆叠方向提供高热导部分8aA(沿前后方向和左右方向延伸)。低热导部分8bA由金属化薄膜5abA，5bbA构成，其中金属电极2aA，2bA分别在低热导薄膜labA，lbbA的上表面上形成。在高热导部分8aA外部(在高热导部分8aA上侧和下侧)沿堆叠方向提供低热导部分8bA(沿前后方向和左右方向延伸)。
[0044]正如在上述第一实施方案的薄膜电容器10中那样，在第二实施方案的薄膜电容器10A中，通过将金属化薄膜5aA，5bA沿厚度方向堆叠而形成的堆叠体5A包括:高热导部分8aA (金属化薄膜5aaA，5baA)，其中电介质薄膜laA，IbA中的高热导填料的含量相对高(即，高热导部分8aA具有高热导率)；和低热导部分8bA (金属化薄膜5abA，5bbA)，在各低热导部分8bA中，电介质薄膜laA，IbA中的高热导填料的含量相对低，或者不含高热导填料(即，低热导部分8bA具有低热导率)。提供高热导部分8aA以从堆叠体5A的内部(特别地，温度可变为高温的中央部)延伸至除分别提供有外部电极9aA，9bA的两个侧部(电极形成端部)6aA，6bA之外的侧部(所示实例中的前侧部和后侧部)。以此方式，在堆叠体5A中产生的热量经由高热导部分8aA传递给除分别提供有外部电极9aA，9bA的两个侧部6aA，6bA之外的侧部，且耗散至外部。同时，分别提供有外部电极9aA，9bA的两个侧部6aA，6bA的部分(所示实例中的上部和下部)以及侧部6aA，6bA上部和下部中的部分由低热导部分8bA构成，其中高热导填料的含量相对低或者不含高热导填料。因此，可可靠地确保制造薄膜电容器10A中的加工性，同时保持其耐热性和散热性。此外，可有效降低其制造成本。
[0045]此外，堆叠体5A的电介质薄膜laA，IbA分别包括:高热导薄膜laaA，IbaA，其中高热导填料的含量相对高且高热导填料以分散方式配置；和低热导薄膜labA，lbbA，其中高热导填料的含量相对低且高热导填料以分散方式配置，或者不含高热导填料。因此，第二实施方案的薄膜电容器10A还具有该可简化堆叠体5A内部构造的优点。
[0046](第三实施方案)图5为透视图，其显示了本发明第三实施方案的薄膜电容器的基本构造。图5所示第三实施方案的薄膜电容器10B与上述第一和第二实施方案薄膜电容器10，10A就堆叠体的内部结构而言不同。薄膜电容器10B的其余构造基本上与第一和第二实施方案薄膜电容器10，10A相同。因此，并未详细描述与第一和第二实施方案薄膜电容器10，10A相同的构造。
[0047]在第三实施方案中，薄膜电容器10B的堆叠体5B的电介质薄膜laB，lbB分别包括高热导薄膜laaB，IbaB和低热导薄膜labB，lbbB。高热导薄膜laaB，IbaB分别包括:高热导区域3aB，3bB，其中高热导填料的含量相对高；和低热导区域4aB，4bB，其中高热导填料的含量相对低，或者不含高热导填料。在低热导薄膜labB，lbbB中，高热导填料的含量相对低且高热导填料以分散方式配置，或者不含高热 导填料。
[0048]如在第一实施方案薄膜电容器10的高热导区域3a，3b和低热导区域4a，4b中那样，分别提供高热导薄膜laaB，IbaB的高热导区域3aB，3bB以在中央部沿前后方向延伸，其中所述中央部通过将电介质薄膜laB，lbB (高热导薄膜laaB，IbaB)沿左右方向基本上相等地分成三个部分而形成。在提供在中央部中的高热导区域3aB，3bB侧面上的侧部(通过将电介质薄膜laB，lbB (高热导薄膜laaB，IbaB)沿左右方向基本上相等地分成三个部分而形成的右侧部和左侧部)中分别提供低热导区域4aB，4bB。
[0049]在金属化薄膜5aaB，5baB中，金属电极2aB，2bB分别在高热导薄膜laaB，IbaB表面上形成，其中高热导薄膜laaB，IbaB分别包括高热导区域3aB，3bB和低热导区域4aB，4bB。将金属化薄膜5aaB，5baB在中央部沿堆叠方向(厚度方向)堆叠。在金属化薄膜5abB，5bbB中，在低热导薄膜labB，lbbB表面上形成金属电极2aB，2bB。将金属化薄膜5abB，5bbB在金属化薄膜5abB，5bbB的上侧和下侧上沿堆叠方向(厚度方向)堆叠。以此方式，高热导部分8aB由高热导薄膜laaB，IbaB的高热导区域3aB，3bB和在其上表面上形成的金属电极构成。在位于通过将堆叠体5B沿左右方向基本上相等地分成三个部分而形成的中央部且也位于堆叠方向的中央部中的部分中提供高热导部分8aB(从而使得高热导部分8aB在前后方向上延伸)。低热导部分8bB由如下构成:高热导薄膜laaB，IbaB的低热导区域4aB，4bB ;在其上表面上形成的金属电极；和金属化薄膜5abB，5bbB，其中所述金属电极在低热导薄膜labB，lbbB上表面上形成。在高热导部分8aB的外部(高热导部分8aB的左侧、右侦叭上侧和下侧上)提供低热导部分8bB。
[0050]也可获得具有与上述第一和第二实施方案薄膜电容器10，10A那些相同的效果的第三实施方案薄膜电容器10B。
[0051](第四实施方案)图6为剖开的透视图，其中将本发明第四实施方案的薄膜电容器的堆叠体剖开。图6所示第四实施方案的薄膜电容器10C与上述第一至第三实施方案薄膜电容器10，10A，10B就堆叠体的内部结构而言不同。薄膜电容器10C的其余构造基本上与第一至第三实施方案薄膜电容器10，10A，10B相同。因此，并未详细描述与第一至第三实施方案薄膜电容器10，10A，10B那些相同的构造。
[0052]在该第四实施方案中，薄膜电容器10C的堆叠体5C的电介质薄膜laC，lbC分别包括:高热导区域3aC，3bC，其中高热导填料的含量相对高；和低热导区域4aC，4bC，其中高热导填料的含量相对低，或者不含高热导填料。
[0053]在所示实例中，当从电介质薄膜laC，lbC的厚度方向观察时，高热导区域3aC，3bC分别提供(在平面图中基本上呈矩形)在电介质薄膜laC，lbC的中央部，且低热导区域4aC，4bC分别围绕提供在中央部中的高热导区域3aC，3bC提供。
[0054]在金属化薄膜5aC，5bC中，金属电极2aC，2bC分别在电介质薄膜laC，lbC的表面上形成，如上所述，电介质薄膜laC，lbC分别包括高热导区域3aC，3bC和低热导区域4aC，4bC0金属化薄膜5aC，5bC以使得高热导区域3aC，3bC彼此层叠(置于彼此之上)的方式堆叠。因此，高热导部分8aC由电介质薄膜laC，lbC的高热导区域3aC，3bC和在其上表面上形成的金属电极构成。高热导部分8aC提供(沿上下方向延伸)在堆叠体5C的中央部(在平面图中)中。低热导部分8bC由低热导区域4aC，4bC和在其上表面上形成的金属电极构成，且低热导部分8bC围绕高热导部分8aC提供。
[0055]也可获得具有与上述第一至第三实施方案薄膜电容器10，10A，10B那些相同的效果的第四实施方案薄膜电容器10C。
[0056](第五实施方案)图7为剖面透视图，其显示了本发明第五实施方案薄膜电容器的基本构造；图8为剖开的透视图，其中将图7所示的薄膜电容器的堆叠体部分剖开(展开)。图7和图8所示第五实施方案的薄膜电容器10D与上述第一实施方案薄膜电容器10就堆叠体的内部结构而言不同。薄膜电容器10D的其余构造基本上与第一薄膜电容器10相同。因此，并未详细描述与第一实施方案薄膜电容器10相同的构造。
[0057]所示的薄膜电容器10D主要包括:堆叠体5D，其通过将伸长的金属化薄膜对5aD，5bD (金属化薄膜5aD，5bD，其中金属电极2aD，2bD分别在伸长的电介质薄膜laD，lbD表面上形成)围绕卷绕芯LD卷绕而形成；和外部电极9aD，9bD，其分别在堆叠体?的两个相对端(电极形成端部)6aD，6bD形成(沿卷绕芯LD方向)。应指出的是，卷绕芯LD可例如由呈圆柱状或筒状的芯构件构成。或者，卷绕芯LD可为其中不使用芯构件的空芯。此外，例如可将各金属化薄膜5aD，5bD卷绕，从而具有基本上圆形的横截面；或者可卷绕，从而具有基本上矩形的横截面。
[0058]堆叠体?的电介质薄膜laD，lbD分别包括:高热导区域3aD，3bD，其中高热导填料的含量相对高(即，高热导区域3aD，3bD具有高热导率)；和低热导区域4aD，4bD，其中高热导填料的含量相对低，或者不含高热导填料(即，低热导区域4aD，4bD具有低热导率)。
[0059]在所示实例中，提供高热导区域3aD，3bD从而在中央部中连续延伸(沿纵向)，所述中央部通过将电介质薄膜laD，lbD沿左右方向基本上相等地分成三个部分而形成。分别在提供于中央部的高热导区域3aD，3bD侧面上的侧部(通过将电介质薄膜laD，lbD沿左右方向基本上相等地分成三个部分而形成的右侧部和左侧部)中提供低热导区域4aD，4bD，从而使得低热导区域4aD，4bD连续延伸。
[0060]在金属化薄膜5aD，5bD中，金属电极2aD，2bD分别在电介质薄膜laD，lbD表面上形成，如上所述，电介质薄膜laD，lbD分别包括高热导区域3aD，3bD和低热导区域4aD，4bD。将金属化薄膜5aD，5bD以使得高热导区域3aD，3bD彼此层叠的方式卷绕(参见图8)。因此，高热导部分8aD由电介质薄膜laD，lbD的高热导区域3aD，3bD和在其上表面上形成的金属电极构成。在中央部中提供高热导部分8aD(从而在径向延伸)，所述中央部通过将堆叠体f5D沿左右方向基本上相等地分成三个部分而形成。低热导部分8bD由低热导区域4aD，4bD和在其上表面上形成的金属电极构成。低热导部分8bD在高热导部分8aD侧面上的侧部(通过将堆叠体f5D沿左右方向基本上相等地分成三个部分而形成的右侧部和左侧部)上提供。
[0061]如在上述第一实施方案的薄膜电容器10中那样，在第五实施方案的薄膜电容器10D中，通过将金属化薄膜5aD，5bD沿厚度方向叠堆而形成的堆叠体也包括:高热导部分8aD，其中电介质薄膜laD，lbD中的高热导填料的含量相对高(S卩，高热导部分8aD具有高热导率)；和低热导部分8bD，其中电介质薄膜laD，lbD中的高热导填料的含量相对低，或者不含高热导填料(即，低热导部分8bD具有低热导率)。提供高热导部分8aD以从堆叠体f5D的内部(特别地，温度可变为高温的中央部)连续延伸至除分别提供有外部电极9aD，9bD的两个端部6aD，6bD之外的周侧部。因此，在堆叠体中产生的热量经由高热导部分8aD传递给除分别提供有外部电极9aD，9bD的两个端部(电极形成端部)6aD，6bD之外的周侧部，并将热量耗散至外部。同时，分别提供有外部电极9aD，9bD的两个端部6aD，6bD和端部6aD，6bD内的部分由低热导部分8bD构成，其中高热导填料的含量相对低或者不含高热导填料。因此，可可靠地确保制造薄膜电容器10D中的加工性，同时保持其耐热性和散热性。此外，可有效降低其制造成本。
[0062]应指出的是，在上述第一至第五实施方案中，高热导部分由高热导区域构成且高热导薄膜提供在延伸通过薄膜电容器的(堆叠体的)中央部的位置处，从而有效地耗散中央部(其温度可为薄膜电容器中的最高温度)中的热量。然而，高热导部分并非必须延伸通过薄膜电容器的(堆叠体的)中央部，只要提供从薄膜电容器的(堆叠体的)内部连续延伸至其侧部的高热导部分。高热导部分相对于整个薄膜电容器的位置和尺寸(范围)可例如根据薄膜电容器的配置环境而适当地改变。或者，可将高热导部分分割并配置在薄膜电容器堆叠体的多个位置处。
[0063](通过使用试样测量薄膜电容器温度分布的实验及其结果)发明人制造了其中堆叠体具有不同内部结构的多个试样(实施例1、2和对比实施例1、2)，并测量了各试样堆叠体内部的温度分布。
[0064](制造薄膜电容器试样的方法)首先将简要描述制造实施例1、2和对比实施例1、2的薄膜电容器试样的方法。发明人使用上文所述第一实施方案的薄膜电容器作为实施例1的薄膜电容器，并将左右方向(朝向两个提供有外部电极的侧部的方向)的高热导区域尺寸与左右方向的电介质薄膜尺寸之比设定为约30%。此外，使用上述第二实施方案的薄膜电容器作为实施例2的薄膜电容器，并将上下方向(堆叠方向)的高热导薄膜尺寸与上下方向的堆叠体尺寸之比设定为约30%。此外，对比实施例1的薄膜电容器由如下构成:通过将金属化薄膜彼此层叠而形成的堆叠体，其中金属电极在不含高热导填料的电介质薄膜表面上形成；和分别在堆叠体的两个相对侧部上形成的外部电极。此外，对比实施例2 的薄膜电容器由如下构成:通过将金属化薄膜彼此层叠而形成的堆叠体，其中金属电极在电介质薄膜表面上形成，在所述电介质薄膜中，高热导填料的含量相对高(所述含量与实施例1高热导区域中的含量和实施例2高热导薄膜中的含量相等)且所述高热导填料以分散方式配置；和分别在堆叠体的两个相对侧部处形成的外部电极。
[0065]此处，实施例1试样中的高热导区域的热导率、实施例2试样中的高热导薄膜的热导率和对比实施例2试样的电介质薄膜的热导率为约1.0ff/m.Κ，且其他部分的热导率为约
0.1-0.3ff/m.Ko
[0066](通过使用各试样测量薄膜电容器温度分布的方法)随后将简要描述通过使用各试样测量薄膜电容器温度分布的方法。如图9所示，发明人将汇流条连接至各试样的各外部电极上，将试样以上述状态装入容器中，通过使用由环氧树脂制成的模塑材料覆盖试样，并将容器以容器的下表面与冷却器的冷却表面接触的方式置于冷却器上。然后，发明人测量了在经由汇流条对试样(薄膜电容器)通电时外部电极侧的从中央部至侧部(端部)的区域中九个位置处的温度。
[0067]此处，各试样的素子电容(element capacitance)为150 μ F，偏压为300Vdc，10kHz下的脉动(ripple)为16Arm，温度测量时的环境温度为90°C，且冷却器的冷却表面温度为50 °C。
[0068](通过使用试样测量薄膜电容器温度分布的结果)图10显示了通过使用试样测量薄膜电容器温度分布的结果。应指出的是，在图10中，将对比实施例2中央部的温度记为
Ιο
[0069]如该图所示，证实了在对比实施例1中，从薄膜电容器中央部到外部电极侧端部的区域中的温度高，特别地，温度朝薄膜电容器中央部方向提高。同时，证实了在各实施例
1、2中，在从薄膜电容器中央部到外部电极侧端部的区域中，薄膜电容器具有与对比实施例2相等的温度分布。特别地，证实了实施例1薄膜电容器中央部附近区域中的温度分布更接近对比实施例2的温度分布，而非实施例2中的温度分布。
[0070]在各实施例1、2中，通过将金属化薄膜堆叠而形成的堆叠体包括:高热导部分，其中电介质薄膜中的高热导填料的含量相对高；和低热导部分，其中电介质薄膜中的高热导填料的含量相对低，或者不含高热导填料。提供高热导部分以从堆叠体的内部(特别地，温度可变为高温的中央部)延伸至除提供有外部电极的两个侧部(电极形成端部)之外的侧部。因此，由该实验结果证实，在具有上述构造的各实施例1和2中，可获得与对比实施例2薄膜电容器那些相当的耐热性和散热性，对比实施例2的薄膜电容器包括通过将金属化薄膜彼此层叠而形成的堆叠体，其中在电介质薄膜表面上形成金属电极，所述电介质薄膜中的高热导填料的含量相对高且高热导填料以分散方式配置；且可有效降低堆叠体内部(特别地，中央部)中的温度。
[0071](通过使用各试样测量薄膜电容器冷却温度和中央部温度之间关系的实验及其结果)发明人使用了上文所述的多个试样(实施例1、2和对比实施例1、2)并测量了当各试样冷却温度变化时的堆叠体的中央部温度。应指出的是，在该实验中使用图9所示的实验装置，并在冷却器的冷却表面温度(即，容器下表面的温度)由40°C变化至55°C时，测量中央部的温度。还应指出的是，其他实验条件与上述通过使用各试样测量薄膜电容器温度分布的方法的实验条件相同。
[0072](通过使用各试样测量薄膜电容器冷却温度和中央部温度之间关系的结果)图11显示了通过使用各试样测量薄膜电容器冷却温度和中央部温度之间关系的结果。应指出的是，在图11中，将冷却器的冷却表面温度为50°C时的对比实施例2中央部温度记为1。
[0073]如该图所示，证实了在对比实施例1中，当冷却温度超过45°C时，薄膜电容器中央部的温度(中央部温度)升高。同时，证实了如在对比实施例2中那样，在各实施例1和2中，当冷却温度为45-50°C时，中央部温度不突然(急剧)升高。此外，证实了在实施例2中，当冷却温度超过50°C时，中央部温度逐渐升高；然而，如在对比实施例2中那样，在实施例1中，中央部温度不突然升高。即，证实了对对比实施例1的试样而言，冷却温度需要设定为45°C或更低；然而，对实施例2的试样而言，冷却温度仅需设定为50 °C或更低。此外，证实了对实施例1的试样而言，冷却温度可设定为55°C或更高。
[0074]应指出的是，发明人证实即使在薄膜电容器以如下状态冷却时也获得了与图11所示结果相同的结果:其中冷却器相对于容器配置以使得冷却器的冷却表面与容器的外部电极侧表面(即，外部电机侧的容器侧表面)接触。
[0075]在各实施例1和2中，通过将金属化薄膜堆叠而形成的堆叠体包括:高热导部分，其中电介质薄膜中的高热导填料的含量相对高；和低热导部分，其中电介质薄膜中的高热导填料的含量相对低或者不含高热导填料。提供高热导部分以从堆叠体的内部(特别地，温度可变为高温的中央部)连续延伸至除提供有外部电极的两个侧部(电极形成端部)之外的侧部。因此，该实验结果证实了在具有上述构造的各实施例1和2中，可获得与对比实施例2薄膜电容器那些相当的耐热性和散热性，其包括通过将金属化薄膜彼此层叠而形成的堆叠体，其中在电介质薄膜表面上形成金属电极，在所述电介质薄膜中，高热导填料的含量相对高且高热导填料以分散方式配置，因此可显著拓展薄膜电容器的使用范围或应用范围。
[0076]上文已通过使用附图详细描述了本发明的实施方案。具体构造不限于实施方案的那些，且本发明涵盖处于本发明范围之内的设计变化等。
【主权项】
1.一种薄膜电容器，其特征在于包括: 通过堆叠金属化薄膜而形成的堆叠体，在所述各金属化薄膜中在电介质薄膜表面上形成金属电极，其中所述堆叠体的至少一个电介质薄膜包含高热导填料；和 在所述堆叠体中对向位置处提供的电极形成端部处形成的外部电极，其中: 所述堆叠体包括高热导部分，其中至少一个电介质薄膜中的高热导填料的含量相对高；和低热导部分，其中至少一个电介质薄膜中的高热导填料的含量相对低，或者不含高热导填料；和 提供高热导部分以从堆叠体的内部连续延伸至除电极形成端部之外的侧部。2.根据权利要求1的薄膜电容器，其中: 所述堆叠体的各电介质薄膜包括高热导区域，其中高热导填料的含量相对高；和低热导区域，其中高热导填料的含量相对低，或者不含高热导填料； 提供高热导区域，从而当从电介质薄膜的厚度方向观察时，从各电介质薄膜的内部连续延伸至电介质薄膜的端部，其中所述端部对应于除电极形成端部之外的侧部；和将金属化薄膜沿厚度方向堆叠，从而形成堆叠体。3.根据权利要求1的薄膜电容器，其中: 所述堆叠体的电介质薄膜包含高热导薄膜，其中高热导填料的含量相对高且所述高热导填料以分散方式配置；和低热导薄膜，其中高热导填料的含量相对低且所述高热导填料以分散方式配置，或者不含高热导填料；和 将其中在高热导薄膜表面上形成金属电极的金属化薄膜在相对内侧的位置沿堆叠方向堆叠，且将其中在低热导薄膜表面上形成金属电极的金属化薄膜在相对外侧的位置沿堆叠方向堆叠，从而形成堆叠体。4.根据权利要求1的薄膜电容器，其中: 所述堆叠体的电介质薄膜包括高热导薄膜和低热导薄膜； 所述高热导薄膜包含高热导区域，其中高热导填料的含量相对高；和低热导区域，其中高热导填料的含量相对低，或者不含高热导填料； 在所述高热导薄膜中，提供高热导区域，从而当从高热导薄膜的厚度方向观察时，从高热导薄膜的内部连续延伸至高热导薄膜的端部，其中所述端部对应于除电极形成端部之外的侧部； 在所述低热导薄膜中，高热导填料的含量相对低且高热导填料以分散方式配置，或者不含高热导填料；和 将其中在高热导薄膜表面上形成金属电极的金属化薄膜在相对内侧的位置沿堆叠方向堆叠，且将其中在低热导薄膜表面上形成金属电极的金属化薄膜在相对外侧的位置沿堆叠方向堆叠，从而形成堆叠体。5.根据权利要求1的薄膜电容器，其中: 所述堆叠体的各电介质薄膜包括高热导区域，其中高热导填料的含量相对高；和低热导区域，其中高热导填料的含量相对低，或者不含高热导填料； 当从电介质薄膜的厚度方向观察时，在各电介质薄膜的内侧位置处提供高热导区域；和 将金属化薄膜沿厚度方向堆叠，从而形成堆叠体。6.根据权利要求1的薄膜电容器，其中所述堆叠体通过将多对金属化薄膜沿厚度方向彼此层叠或者通过卷绕金属化薄膜对而形成。7.根据权利要求1的薄膜电容器，其中所述高热导填料的热导率比形成各电介质薄膜的材料的热导率要高。
【专利摘要】本发明涉及一种薄膜电容器，包括：通过将金属化薄膜堆叠而形成的堆叠体，在各金属化薄膜中，金属电极在电介质薄膜表面上形成，其中至少一个电介质薄膜包含高热导填料；和在堆叠体对向位置处提供的电极形成端部处形成的外部电极。所述堆叠体包括高热导部分，其中至少一个电介质薄膜的高热导填料的含量相对高，和低热导部分，其中至少一个电介质薄膜的高热导填料的含量相对低，或者不含高热导填料。提供高热导部分以从堆叠体的内部延伸至除电极形成端部之外的侧部。
【IPC分类】H01G4/33, H01G4/14, H01G4/06
【公开号】CN105489375
【申请号】CN201510627069
【发明人】济藤孝博
【申请人】丰田自动车株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年9月28日
【公告号】DE102015116385A1, US20160099109
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种薄膜电容器，特别涉及一种具有优异的耐热性、散热性和加工性的薄膜电容器。
【背景技术】
[0002]通常，由于高耐电压和低损耗的电特性，其中将诸如铝的金属沉积在由聚丙烯等制成的电介质薄膜表面上的金属化薄膜电容器(也称为金属沉积电极型电容器)已用于各个工业领域中，包括家电工业和汽车工业。
[0003]已知该类薄膜电容器的静电容在很大程度上依赖于温度，且静电容随温度升高而降低。还已知的是，例如在其中高频率的大噪声、浪涌电流、短路电流或雷击浪涌电流在使用期间流经电容器且操作温度升高的情况下，当电容器的温度由高温回复至室温等时，在电介质薄膜内部产生裂纹。因此，漏电流增大，且电容器不再能经受高电场。其结果是耐电压性降低。
[0004]为了解决该问题，日本公开专利申请2007-19327 (JP 2007-19327A)描述了一种高耐热薄膜电容器，其具有由电介质薄膜和导体构成的电容器元件，且其中所述电介质薄膜中所含的合成聚合物化合物包含热导率为4W/m.K或更高的绝缘陶瓷微粒。
[0005]在JP 2007-19327A所述的高耐热薄膜电容器中，所述电介质薄膜中所含的合成聚合物化合物包含热导率为4W/m.K或更高的绝缘陶瓷微粒。因此，所述薄膜电容器具有优异的耐热性和散热性。此外，额定电容可通过提高电流密度而提高。此外，并非必须提供冷却装置(风扇或受热器)等。因此，电容器的构造得以简化。其结果是可实现小型化和降低成本。
[0006]然而，在JP 2007-19327A所述的高耐热薄膜电容器中，所述电介质薄膜以其中合成聚合物化合物分散在整个电介质薄膜中的状态包含合成聚合物化合物，其包含由氮化铝、氧化铍、氧化铝、碳化硅、金刚石、氮化硼等构成的陶瓷微粒。因此，电介质薄膜自身的韧性降低且其加工性降低(例如，在其中电介质薄膜的韧性低的情况下，电介质薄膜可能由于在将蒸发金属沉积在电介质薄膜表面上时施加至该电介质薄膜上的应力而断裂)，且制造成本提尚。
【发明内容】
[0007]本发明提供了一种薄膜电容器，其可提高加工性，同时保持耐热性和散热性，且降低制造成本。
[0008]本发明的一个方面涉及一种薄膜电容器，其包括通过堆叠金属化薄膜而形成的堆叠体，在所述各金属化薄膜中在电介质薄膜表面上形成金属电极，其中所述堆叠体的至少一个电介质薄膜包含高热导填料；和在所述堆叠体中对向位置处提供的电极形成端部处形成的外部电极。所述堆叠体包括高热导部分，其中至少一个电介质薄膜中的高热导填料的含量相对高；和低热导部分，其中至少一个电介质薄膜中的高热导填料的含量相对低，或者不含高热导填料。提供高热导部分以从堆叠体的内部连续延伸至除电极形成端部之外的侧部。
[0009]用于形成本发明上述方面薄膜电容器的电介质薄膜的材料实例包括纸、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚苯硫醚、聚偏氟乙烯、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺和聚酰亚胺酰胺。此外，在电介质薄膜表面上形成的金属电极可通过将金属箔配置于电介质薄膜表面上或者将蒸发金属沉积在电介质薄膜表面上而形成。用于形成金属箔和沉积金属的材料实例包括金属，如铝(A1)、锌(Zn)、锡(Sn)、铜(Cu)、铁(Fe)、镍(Ni)和铬(Cr)及其合金。此外，沉积金属可通过真空膜形成法形成，包括例如真空沉积法、溅射法和激光烧蚀法。
[0010]电介质薄膜中所含的高热导填料为具有比用于形成电介质薄膜的至少一种材料(形成电介质薄膜的材料)更高的热导率的填料。用于形成高热导填料的材料实例包括二氧化硅(Si02)、氟化钙(CaF2)、氧化铝(A1203)、氧化镁(MgO)、氮化硼(BN)、氮化铝(A1N)和碳纳米管(CNT)。
[0011]本发明上述方面的薄膜电容器的堆叠体可通过将多对金属化薄膜沿厚度方向彼此层叠而形成，或者可通过将金属化薄膜对围绕卷绕芯卷绕而形成。应指出的是，在其中将金属化薄膜围绕卷绕芯卷绕的情况下，所述卷绕芯可为具有规定横截面形状的轴状芯构件，或者可为空芯。
[0012]在上述方面的薄膜电容器中，通过堆叠金属化薄膜而形成的堆叠体包括高热导部分，其中至少一个电介质薄膜中的高热导填料的含量相对高；和低热导部分，其中至少一个电介质薄膜中的高热导填料的含量相对低，或者不含高热导填料。提供高热导部分以从堆叠体的内部延伸至除提供有堆叠体外部电极的电极形成端部之外的侧部。因此，在堆叠体内部产生的热量经由其中高热导填料的含量相对高的高热导部分传递给除电极形成端部之外的侧部，并将热量耗散至外部。同时，构成堆叠体的至少一部分金属化薄膜由其中高热导填料的含量相对低或者不含高热导填料的低热导部分构成。因此，可确保制造薄膜电容器中的加工性，同时保持其耐热性和散热性。此外，可有效抑制其制造成本。
[0013]应指出的是，堆叠体的内部意指位于与堆叠体外部相邻的金属化薄膜内部的一部分金属化薄膜，该金属化薄膜部分不包括除提供有外部电极的电极形成端部之外的侧部。
[0014]在上述方面中，堆叠体的各电介质薄膜可包括其中高热导填料的含量相对高的高热导区域，和其中高热导填料的含量相对低或者不含高热导填料的低热导部分；可提供高热导区域，从而当从电介质薄膜的厚度方向观察时，从各电介质薄膜的内部连续延伸至电介质薄膜的端部，其中所述端部对应于除电极形成端部之外的侧部；且所述金属化薄膜可沿厚度方向堆叠，从而形成堆叠体。
[0015]在上述方面中，堆叠体的电介质薄膜可包括高热导薄膜，其中高热导填料的含量相对高且高热导填料以分散方式配置，和低热导薄膜，其中高热导填料的含量相对低且高热导填料以分散方式配置，或者不含高热导填料；且可将其中在高热导薄膜表面上形成金属电极的金属化薄膜在相对内部的位置沿堆叠方向堆叠，并将其中在低热导薄膜表面上形成金属电极的金属化薄膜在相对外部的位置沿堆叠方向堆叠，从而形成堆叠体。
[0016]在上述方面的薄膜电容器中，薄膜电容器的堆叠体具有简单构造。特别地，堆叠体的各电介质薄膜包括其中高热导填料的含量相对高的高热导区域，和其中高热导填料的含量相对低或者不含高热导填料的低热导区域；提供高热导区域，从而当从电介质薄膜的厚度方向观察时，从各电介质薄膜的内部连续延伸至电介质薄膜的端部，其中所述端部对应于除电极形成端部之外的侧部；并将所述金属化薄膜沿厚度方向堆叠，从而形成堆叠体。在这种情况下，可确保堆叠体表面中高热导区域(高热导部分)的足够表面积，且此外各电极形成端部由低热导区域(低热导部分)构成。因此，可提高薄膜电容器的耐热性和散热性，且可可靠地确保制造薄膜电容器中的加工性。
[0017]正如从上文描述知晓的那样，在本发明上述方面的薄膜电容器中，通过堆叠金属化薄膜形成的堆叠体包括高热导部分，其中至少一个电介质薄膜中的高热导填料的含量相对高；和低热导部分，其中至少一个电介质薄膜中的高热导填料的含量相对低，或者不含高热导填料。提供高热导部分以从堆叠体的内部连续延伸至除提供有堆叠体外部电极的电极形成端部之外的侧部。因此，在包括含高热导填料的至少一个电介质薄膜的薄膜电容器中，可提高制造薄膜电容器中的加工性，同时保持其耐热性和散热性。此外，可降低其制造成本。
【附图说明】
[0018]下文将参照附图描述本发明示例性实施方案的特征、优点以及技术和工业意义，在所述附图中，相同的数字表示相同的元件，且其中:
[0019]图1为透视图，其显示了本发明第一实施方案的薄膜电容器的基本构造；
[0020]图2为剖开的透视图，其中将图1所示薄膜电容器的堆叠体剖开；
[0021]图3为透视图，其显示了本发明第二实施方案的薄膜电容器的基本构造；
[0022]图4为剖开的透视图，其中将图3所示薄膜电容器的堆叠体剖开；
[0023]图5为透视图，其显示了本发明第三实施方案的薄膜电容器的基本构造；
[0024]图6为剖开的透视图，其中将本发明第四实施方案的薄膜电容器的堆叠体剖开；
[0025]图7为剖面透视图，其显示了本发明第五实施方案的薄膜电容器的基本构造；
[0026]图8为剖开的透视图，其中将图7所示薄膜电容器的一部分堆叠体剖开；
[0027]图9为示意图，其示意性地解释了通过使用试样测量薄膜电容器温度的方法；
[0028]图10为显示了通过使用各试样测量薄膜电容器温度分布的结果的图；和
[0029]图11为显示了通过使用各试样测量薄膜电容器的冷却温度和中央部温度之间关系的结果。
【具体实施方式】
[0030]下文将参照附图描述本发明的实施方案。
[0031](第一实施方案)图1为透视图，其显示了本发明第一实施方案的薄膜电容器的基本构造，图2为剖开的透视图，其中将图1所示薄膜电容器的堆叠体剖开。
[0032]所示的薄膜电容器10主要包括:基本上呈矩形且通过沿厚度方向(图中的Z方向)堆叠金属化薄膜5a，5b形成的堆叠体5，其中金属电极2a，2b分别在金属化薄膜5a，5b中的基本上呈矩形的电介质薄膜la，lb表面上形成；和外部电极9a，9b，其分别在堆叠体5的两个对侧部分(电极形成端部)6a，6b (即，在所示实例中的左右方向(图中的X方向)上彼此相对的两个侧部6a，6b)上形成。
[0033]在成对金属化薄膜5a，5b中，构成内部电极的薄膜状金属电极2a，2b分别在成对电介质薄膜la，lb表面上以数μ πι至数十μ m的厚度形成。将多对金属化薄膜5a，5b沿厚度方向彼此层叠(置于彼此之上)。由此形成堆叠体5。这些成对金属化薄膜5a，5b中之一构成正电极，而其另一个构成负电极。构成正电极的金属化薄膜和构成负电极的金属化薄膜交替堆叠，由此形成堆叠体5。
[0034]应指出的是，用于形成电介质薄膜la，lb的材料实例包括纸、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚苯硫醚、聚偏氟乙烯、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺和聚酰亚胺酰胺。此外，分别在电介质薄膜la，lb表面上形成的金属电极2a，2b可通过在电介质薄膜la，lb表面上配置金属箔或通过将沉积金属沉积在电介质薄膜la，lb表面上而形成。用于形成金属箔和沉积金属的材料实例包括金属，如铝(A1)、锌(Zn)、锡(Sn)、铜(Cu)、铁(Fe)、镍(Ni)、铬(Cr)及其合金。此外，沉积金属可通过真空成膜法形成，包括例如真空沉积法、溅射法和激光烧蚀法。
[0035]此外，堆叠体5的电介质薄膜la，lb分别包括:高热导区域3a，3b，其中高热导填料的含量相对高(即，高热导区域3a，3b具有高热导率)；和低热导区域4a，4b，其中高热导填料的含量相对低，或者不含高热导填料(即，低热导区域4a，4b具有低热导率)。换言之，高热导区域3a，3b中的高热导填料的含量高于低热导区域4a，4b中的高热导填料的含量。
[0036]在所示实例中，分别提供高热导区域3a，3b以在通过将电介质薄膜la，lb沿左右方向基本上相等地分成三个部分而形成的中央部中沿前后方向(图中的Y方向)延伸。分别在中央部所提供的高热导区域3a，3b侧部上的侧部中提供低热导区域4a，4b (通过将电介质薄膜la，lb沿由左右方向基本上相等地分成三个部分而形成的右侧部和左侧部)。换言之，当从电介质薄膜la，lb的厚度方向观察时，提供高热导区域3a，3b以从电介质薄膜la, lb内部(特别是其中央部)连续延伸至对应于除分别提供有外部电极9a，9b的侧部6a，6b之外的侧部(在所示实例中，前侧部和后侧部)的端部(在所示实例中，前端部和后端部)。在对应于分别提供有外部电极9a，9b的两个侧部6a，6b的端部(在所示实例中，右端部和左端部)处提供低热导区域4a，4b。
[0037]在金属化薄膜5a，5b中，分别在电介质薄膜la，lb表面上形成金属电极2a，2b，所述电介质薄膜la，lb分别具有上文所述的高热导区域3a，3b和低热导区域4a，4b。金属化薄膜5a，5b以使得高热导区域3a，3b彼此叠层(置于彼此之上)的方式堆叠(参见图2)。因此，在通过将堆叠体5沿左右方向基本上相等地分成三部分而形成的中央部中提供(沿前后方向和沿上下方向)由电介质薄膜la，lb的高热导区域3a，3b和在其上表面上形成的金属电极的构成的高热导部分8a。在高热导部分8a侧面上的侧部(通过将堆叠体5沿左右方向基本上相等地分成三个部分而形成右侧部和左侧部)中提供各自由低热导区域4a，4b和在其上表面上形成的金属电极构成的低热导部分8b。然后，将熔融金属如锌喷至低热导部分8b (的端部)上，所述熔融金属粘附于低热导部分8b (的端部)的表面。以此方式，形成了外部电极(也称为金属喷涂电极)9a，9b。
[0038]应指出的是，电介质薄膜la，lb中所含的高热导填料是热导率高于至少一种用于形成电介质薄膜la，lb的材料的填料。用于形成填料的材料实例包括二氧化娃(Si02)、氟化钙(CaF2)、氧化铝(A1203)、氧化镁(MgO)、氮化硼(BN)、氮化铝(A1N)、碳纳米管(CNT)、氧化铍、碳化硅和金刚石。
[0039]此外，在如上文所述构造的薄膜电容器10中，通过例如焊接将汇流条连接至各外部电极9a，9b。用由环氧树脂等制成的模塑材料覆盖该状态下的薄膜电容器10。
[0040]如上所述，在第一实施方案的薄膜电容器10中，通过将金属化薄膜5a，5b沿厚度方向堆叠而形成的堆叠体5包括:高热导部分8a，其中电介质薄膜la，lb中的高热导填料的含量相对高(即，高热导部分8a具有高热导率)；和低热导部分8b，其中电介质薄膜la，lb中的高热导填料的含量相对低，或者不含高热导填料(即，低热导部分8b具有低热导率)。提供高热导部分8a以从堆叠体5的内部(特别地，温度可为高温的中央部)连续延伸至除分别提供有外部电极9a，9b的两个侧部(电极形成端部)6a，6b之外的侧部(所述实例中的前侧部和后侧部以及上侧部和下侧部)。以此方式，在堆叠体5中产生的热量经由高热导部分8a传递给除分别提供有外部电极9a，9b的两个侧部6a，6b之外的侧部，并耗散至外部。同时，分别提供有外部电极9a，9b的两个侧部6a，6b和侧部6a，6b中的部分由低热导部分8b构成，其中高热导填料的含量相对低或者不含高热导填料。因此，可可靠地确保薄膜电容器10制造中的加工性(例如，在将蒸发金属沉积至电介质薄膜la，lb表面以形成金属电极2a，2b的加工中的加工性)，同时保持其耐热性和散热性。此外，可有效降低其制造成本。
[0041](第二实施方案)图3为透视图，其显示了本发明第二实施方案的薄膜电容器基本构造，图4为剖开的透视图，其中将图3所示的薄膜电容器的堆叠体剖开。图3所示的第二实施方案的薄膜电容器10A与上述第一实施方案薄膜电容器10就堆叠体的内部结构而言不同。薄膜电容器10A的其余构造基本上与第一实施方案的薄膜电容器10相同。因此，并未详细描述与第一实施方案薄膜电容器10相同的构造。
[0042]在第二实施方案中，薄膜电容器10A的堆叠体5A的电介质薄膜laA，lbA分别包括:高热导薄膜laaA，IbaA，其中高热导填料的含量相对高且高热导填料以分散方式配置；和低热导薄膜labA，lbbA，其中高热导填料的含量相对低且高热导填料以分散方式配置，或者不含高热导填料。
[0043]金属电极2aA，2bA分别在金属化薄膜5aaA，5baA中的高热导薄膜laaA，IbaA表面上形成。金属化薄膜5aaA，5baA在中央部沿堆叠方向(厚度方向)堆叠。金属电极2aA，2bA也分别在金属化薄膜5abA，5bbA中的低热导薄膜labA，lbbA表面上形成。金属化薄膜5abA，5bbA在金属化薄膜5aaA，5baA的上侧部和下侧部上沿堆叠方向(厚度方向)堆叠(参见图4)。以此方式，高热导部分8aA由金属化薄膜5aaA，5baA构成，其中金属电极2aA，2bA分别在高热导薄膜laaA，IbaA上表面上形成。在堆叠体5A中央部中沿堆叠方向提供高热导部分8aA(沿前后方向和左右方向延伸)。低热导部分8bA由金属化薄膜5abA，5bbA构成，其中金属电极2aA，2bA分别在低热导薄膜labA，lbbA的上表面上形成。在高热导部分8aA外部(在高热导部分8aA上侧和下侧)沿堆叠方向提供低热导部分8bA(沿前后方向和左右方向延伸)。
[0044]正如在上述第一实施方案的薄膜电容器10中那样，在第二实施方案的薄膜电容器10A中，通过将金属化薄膜5aA，5bA沿厚度方向堆叠而形成的堆叠体5A包括:高热导部分8aA (金属化薄膜5aaA，5baA)，其中电介质薄膜laA，IbA中的高热导填料的含量相对高(即，高热导部分8aA具有高热导率)；和低热导部分8bA (金属化薄膜5abA，5bbA)，在各低热导部分8bA中，电介质薄膜laA，IbA中的高热导填料的含量相对低，或者不含高热导填料(即，低热导部分8bA具有低热导率)。提供高热导部分8aA以从堆叠体5A的内部(特别地，温度可变为高温的中央部)延伸至除分别提供有外部电极9aA，9bA的两个侧部(电极形成端部)6aA，6bA之外的侧部(所示实例中的前侧部和后侧部)。以此方式，在堆叠体5A中产生的热量经由高热导部分8aA传递给除分别提供有外部电极9aA，9bA的两个侧部6aA，6bA之外的侧部，且耗散至外部。同时，分别提供有外部电极9aA，9bA的两个侧部6aA，6bA的部分(所示实例中的上部和下部)以及侧部6aA，6bA上部和下部中的部分由低热导部分8bA构成，其中高热导填料的含量相对低或者不含高热导填料。因此，可可靠地确保制造薄膜电容器10A中的加工性，同时保持其耐热性和散热性。此外，可有效降低其制造成本。
[0045]此外，堆叠体5A的电介质薄膜laA，IbA分别包括:高热导薄膜laaA，IbaA，其中高热导填料的含量相对高且高热导填料以分散方式配置；和低热导薄膜labA，lbbA，其中高热导填料的含量相对低且高热导填料以分散方式配置，或者不含高热导填料。因此，第二实施方案的薄膜电容器10A还具有该可简化堆叠体5A内部构造的优点。
[0046](第三实施方案)图5为透视图，其显示了本发明第三实施方案的薄膜电容器的基本构造。图5所示第三实施方案的薄膜电容器10B与上述第一和第二实施方案薄膜电容器10，10A就堆叠体的内部结构而言不同。薄膜电容器10B的其余构造基本上与第一和第二实施方案薄膜电容器10，10A相同。因此，并未详细描述与第一和第二实施方案薄膜电容器10，10A相同的构造。
[0047]在第三实施方案中，薄膜电容器10B的堆叠体5B的电介质薄膜laB，lbB分别包括高热导薄膜laaB，IbaB和低热导薄膜labB，lbbB。高热导薄膜laaB，IbaB分别包括:高热导区域3aB，3bB，其中高热导填料的含量相对高；和低热导区域4aB，4bB，其中高热导填料的含量相对低，或者不含高热导填料。在低热导薄膜labB，lbbB中，高热导填料的含量相对低且高热导填料以分散方式配置，或者不含高热 导填料。
[0048]如在第一实施方案薄膜电容器10的高热导区域3a，3b和低热导区域4a，4b中那样，分别提供高热导薄膜laaB，IbaB的高热导区域3aB，3bB以在中央部沿前后方向延伸，其中所述中央部通过将电介质薄膜laB，lbB (高热导薄膜laaB，IbaB)沿左右方向基本上相等地分成三个部分而形成。在提供在中央部中的高热导区域3aB，3bB侧面上的侧部(通过将电介质薄膜laB，lbB (高热导薄膜laaB，IbaB)沿左右方向基本上相等地分成三个部分而形成的右侧部和左侧部)中分别提供低热导区域4aB，4bB。
[0049]在金属化薄膜5aaB，5baB中，金属电极2aB，2bB分别在高热导薄膜laaB，IbaB表面上形成，其中高热导薄膜laaB，IbaB分别包括高热导区域3aB，3bB和低热导区域4aB，4bB。将金属化薄膜5aaB，5baB在中央部沿堆叠方向(厚度方向)堆叠。在金属化薄膜5abB，5bbB中，在低热导薄膜labB，lbbB表面上形成金属电极2aB，2bB。将金属化薄膜5abB，5bbB在金属化薄膜5abB，5bbB的上侧和下侧上沿堆叠方向(厚度方向)堆叠。以此方式，高热导部分8aB由高热导薄膜laaB，IbaB的高热导区域3aB，3bB和在其上表面上形成的金属电极构成。在位于通过将堆叠体5B沿左右方向基本上相等地分成三个部分而形成的中央部且也位于堆叠方向的中央部中的部分中提供高热导部分8aB(从而使得高热导部分8aB在前后方向上延伸)。低热导部分8bB由如下构成:高热导薄膜laaB，IbaB的低热导区域4aB，4bB ;在其上表面上形成的金属电极；和金属化薄膜5abB，5bbB，其中所述金属电极在低热导薄膜labB，lbbB上表面上形成。在高热导部分8aB的外部(高热导部分8aB的左侧、右侦叭上侧和下侧上)提供低热导部分8bB。
[0050]也可获得具有与上述第一和第二实施方案薄膜电容器10，10A那些相同的效果的第三实施方案薄膜电容器10B。
[0051](第四实施方案)图6为剖开的透视图，其中将本发明第四实施方案的薄膜电容器的堆叠体剖开。图6所示第四实施方案的薄膜电容器10C与上述第一至第三实施方案薄膜电容器10，10A，10B就堆叠体的内部结构而言不同。薄膜电容器10C的其余构造基本上与第一至第三实施方案薄膜电容器10，10A，10B相同。因此，并未详细描述与第一至第三实施方案薄膜电容器10，10A，10B那些相同的构造。
[0052]在该第四实施方案中，薄膜电容器10C的堆叠体5C的电介质薄膜laC，lbC分别包括:高热导区域3aC，3bC，其中高热导填料的含量相对高；和低热导区域4aC，4bC，其中高热导填料的含量相对低，或者不含高热导填料。
[0053]在所示实例中，当从电介质薄膜laC，lbC的厚度方向观察时，高热导区域3aC，3bC分别提供(在平面图中基本上呈矩形)在电介质薄膜laC，lbC的中央部，且低热导区域4aC，4bC分别围绕提供在中央部中的高热导区域3aC，3bC提供。
[0054]在金属化薄膜5aC，5bC中，金属电极2aC，2bC分别在电介质薄膜laC，lbC的表面上形成，如上所述，电介质薄膜laC，lbC分别包括高热导区域3aC，3bC和低热导区域4aC，4bC0金属化薄膜5aC，5bC以使得高热导区域3aC，3bC彼此层叠(置于彼此之上)的方式堆叠。因此，高热导部分8aC由电介质薄膜laC，lbC的高热导区域3aC，3bC和在其上表面上形成的金属电极构成。高热导部分8aC提供(沿上下方向延伸)在堆叠体5C的中央部(在平面图中)中。低热导部分8bC由低热导区域4aC，4bC和在其上表面上形成的金属电极构成，且低热导部分8bC围绕高热导部分8aC提供。
[0055]也可获得具有与上述第一至第三实施方案薄膜电容器10，10A，10B那些相同的效果的第四实施方案薄膜电容器10C。
[0056](第五实施方案)图7为剖面透视图，其显示了本发明第五实施方案薄膜电容器的基本构造；图8为剖开的透视图，其中将图7所示的薄膜电容器的堆叠体部分剖开(展开)。图7和图8所示第五实施方案的薄膜电容器10D与上述第一实施方案薄膜电容器10就堆叠体的内部结构而言不同。薄膜电容器10D的其余构造基本上与第一薄膜电容器10相同。因此，并未详细描述与第一实施方案薄膜电容器10相同的构造。
[0057]所示的薄膜电容器10D主要包括:堆叠体5D，其通过将伸长的金属化薄膜对5aD，5bD (金属化薄膜5aD，5bD，其中金属电极2aD，2bD分别在伸长的电介质薄膜laD，lbD表面上形成)围绕卷绕芯LD卷绕而形成；和外部电极9aD，9bD，其分别在堆叠体?的两个相对端(电极形成端部)6aD，6bD形成(沿卷绕芯LD方向)。应指出的是，卷绕芯LD可例如由呈圆柱状或筒状的芯构件构成。或者，卷绕芯LD可为其中不使用芯构件的空芯。此外，例如可将各金属化薄膜5aD，5bD卷绕，从而具有基本上圆形的横截面；或者可卷绕，从而具有基本上矩形的横截面。
[0058]堆叠体?的电介质薄膜laD，lbD分别包括:高热导区域3aD，3bD，其中高热导填料的含量相对高(即，高热导区域3aD，3bD具有高热导率)；和低热导区域4aD，4bD，其中高热导填料的含量相对低，或者不含高热导填料(即，低热导区域4aD，4bD具有低热导率)。
[0059]在所示实例中，提供高热导区域3aD，3bD从而在中央部中连续延伸(沿纵向)，所述中央部通过将电介质薄膜laD，lbD沿左右方向基本上相等地分成三个部分而形成。分别在提供于中央部的高热导区域3aD，3bD侧面上的侧部(通过将电介质薄膜laD，lbD沿左右方向基本上相等地分成三个部分而形成的右侧部和左侧部)中提供低热导区域4aD，4bD，从而使得低热导区域4aD，4bD连续延伸。
[0060]在金属化薄膜5aD，5bD中，金属电极2aD，2bD分别在电介质薄膜laD，lbD表面上形成，如上所述，电介质薄膜laD，lbD分别包括高热导区域3aD，3bD和低热导区域4aD，4bD。将金属化薄膜5aD，5bD以使得高热导区域3aD，3bD彼此层叠的方式卷绕(参见图8)。因此，高热导部分8aD由电介质薄膜laD，lbD的高热导区域3aD，3bD和在其上表面上形成的金属电极构成。在中央部中提供高热导部分8aD(从而在径向延伸)，所述中央部通过将堆叠体f5D沿左右方向基本上相等地分成三个部分而形成。低热导部分8bD由低热导区域4aD，4bD和在其上表面上形成的金属电极构成。低热导部分8bD在高热导部分8aD侧面上的侧部(通过将堆叠体f5D沿左右方向基本上相等地分成三个部分而形成的右侧部和左侧部)上提供。
[0061]如在上述第一实施方案的薄膜电容器10中那样，在第五实施方案的薄膜电容器10D中，通过将金属化薄膜5aD，5bD沿厚度方向叠堆而形成的堆叠体也包括:高热导部分8aD，其中电介质薄膜laD，lbD中的高热导填料的含量相对高(S卩，高热导部分8aD具有高热导率)；和低热导部分8bD，其中电介质薄膜laD，lbD中的高热导填料的含量相对低，或者不含高热导填料(即，低热导部分8bD具有低热导率)。提供高热导部分8aD以从堆叠体f5D的内部(特别地，温度可变为高温的中央部)连续延伸至除分别提供有外部电极9aD，9bD的两个端部6aD，6bD之外的周侧部。因此，在堆叠体中产生的热量经由高热导部分8aD传递给除分别提供有外部电极9aD，9bD的两个端部(电极形成端部)6aD，6bD之外的周侧部，并将热量耗散至外部。同时，分别提供有外部电极9aD，9bD的两个端部6aD，6bD和端部6aD，6bD内的部分由低热导部分8bD构成，其中高热导填料的含量相对低或者不含高热导填料。因此，可可靠地确保制造薄膜电容器10D中的加工性，同时保持其耐热性和散热性。此外，可有效降低其制造成本。
[0062]应指出的是，在上述第一至第五实施方案中，高热导部分由高热导区域构成且高热导薄膜提供在延伸通过薄膜电容器的(堆叠体的)中央部的位置处，从而有效地耗散中央部(其温度可为薄膜电容器中的最高温度)中的热量。然而，高热导部分并非必须延伸通过薄膜电容器的(堆叠体的)中央部，只要提供从薄膜电容器的(堆叠体的)内部连续延伸至其侧部的高热导部分。高热导部分相对于整个薄膜电容器的位置和尺寸(范围)可例如根据薄膜电容器的配置环境而适当地改变。或者，可将高热导部分分割并配置在薄膜电容器堆叠体的多个位置处。
[0063](通过使用试样测量薄膜电容器温度分布的实验及其结果)发明人制造了其中堆叠体具有不同内部结构的多个试样(实施例1、2和对比实施例1、2)，并测量了各试样堆叠体内部的温度分布。
[0064](制造薄膜电容器试样的方法)首先将简要描述制造实施例1、2和对比实施例1、2的薄膜电容器试样的方法。发明人使用上文所述第一实施方案的薄膜电容器作为实施例1的薄膜电容器，并将左右方向(朝向两个提供有外部电极的侧部的方向)的高热导区域尺寸与左右方向的电介质薄膜尺寸之比设定为约30%。此外，使用上述第二实施方案的薄膜电容器作为实施例2的薄膜电容器，并将上下方向(堆叠方向)的高热导薄膜尺寸与上下方向的堆叠体尺寸之比设定为约30%。此外，对比实施例1的薄膜电容器由如下构成:通过将金属化薄膜彼此层叠而形成的堆叠体，其中金属电极在不含高热导填料的电介质薄膜表面上形成；和分别在堆叠体的两个相对侧部上形成的外部电极。此外，对比实施例2 的薄膜电容器由如下构成:通过将金属化薄膜彼此层叠而形成的堆叠体，其中金属电极在电介质薄膜表面上形成，在所述电介质薄膜中，高热导填料的含量相对高(所述含量与实施例1高热导区域中的含量和实施例2高热导薄膜中的含量相等)且所述高热导填料以分散方式配置；和分别在堆叠体的两个相对侧部处形成的外部电极。
[0065]此处，实施例1试样中的高热导区域的热导率、实施例2试样中的高热导薄膜的热导率和对比实施例2试样的电介质薄膜的热导率为约1.0ff/m.Κ，且其他部分的热导率为约
0.1-0.3ff/m.Ko
[0066](通过使用各试样测量薄膜电容器温度分布的方法)随后将简要描述通过使用各试样测量薄膜电容器温度分布的方法。如图9所示，发明人将汇流条连接至各试样的各外部电极上，将试样以上述状态装入容器中，通过使用由环氧树脂制成的模塑材料覆盖试样，并将容器以容器的下表面与冷却器的冷却表面接触的方式置于冷却器上。然后，发明人测量了在经由汇流条对试样(薄膜电容器)通电时外部电极侧的从中央部至侧部(端部)的区域中九个位置处的温度。
[0067]此处，各试样的素子电容(element capacitance)为150 μ F，偏压为300Vdc，10kHz下的脉动(ripple)为16Arm，温度测量时的环境温度为90°C，且冷却器的冷却表面温度为50 °C。
[0068](通过使用试样测量薄膜电容器温度分布的结果)图10显示了通过使用试样测量薄膜电容器温度分布的结果。应指出的是，在图10中，将对比实施例2中央部的温度记为
Ιο
[0069]如该图所示，证实了在对比实施例1中，从薄膜电容器中央部到外部电极侧端部的区域中的温度高，特别地，温度朝薄膜电容器中央部方向提高。同时，证实了在各实施例
1、2中，在从薄膜电容器中央部到外部电极侧端部的区域中，薄膜电容器具有与对比实施例2相等的温度分布。特别地，证实了实施例1薄膜电容器中央部附近区域中的温度分布更接近对比实施例2的温度分布，而非实施例2中的温度分布。
[0070]在各实施例1、2中，通过将金属化薄膜堆叠而形成的堆叠体包括:高热导部分，其中电介质薄膜中的高热导填料的含量相对高；和低热导部分，其中电介质薄膜中的高热导填料的含量相对低，或者不含高热导填料。提供高热导部分以从堆叠体的内部(特别地，温度可变为高温的中央部)延伸至除提供有外部电极的两个侧部(电极形成端部)之外的侧部。因此，由该实验结果证实，在具有上述构造的各实施例1和2中，可获得与对比实施例2薄膜电容器那些相当的耐热性和散热性，对比实施例2的薄膜电容器包括通过将金属化薄膜彼此层叠而形成的堆叠体，其中在电介质薄膜表面上形成金属电极，所述电介质薄膜中的高热导填料的含量相对高且高热导填料以分散方式配置；且可有效降低堆叠体内部(特别地，中央部)中的温度。
[0071](通过使用各试样测量薄膜电容器冷却温度和中央部温度之间关系的实验及其结果)发明人使用了上文所述的多个试样(实施例1、2和对比实施例1、2)并测量了当各试样冷却温度变化时的堆叠体的中央部温度。应指出的是，在该实验中使用图9所示的实验装置，并在冷却器的冷却表面温度(即，容器下表面的温度)由40°C变化至55°C时，测量中央部的温度。还应指出的是，其他实验条件与上述通过使用各试样测量薄膜电容器温度分布的方法的实验条件相同。
[0072](通过使用各试样测量薄膜电容器冷却温度和中央部温度之间关系的结果)图11显示了通过使用各试样测量薄膜电容器冷却温度和中央部温度之间关系的结果。应指出的是，在图11中，将冷却器的冷却表面温度为50°C时的对比实施例2中央部温度记为1。
[0073]如该图所示，证实了在对比实施例1中，当冷却温度超过45°C时，薄膜电容器中央部的温度(中央部温度)升高。同时，证实了如在对比实施例2中那样，在各实施例1和2中，当冷却温度为45-50°C时，中央部温度不突然(急剧)升高。此外，证实了在实施例2中，当冷却温度超过50°C时，中央部温度逐渐升高；然而，如在对比实施例2中那样，在实施例1中，中央部温度不突然升高。即，证实了对对比实施例1的试样而言，冷却温度需要设定为45°C或更低；然而，对实施例2的试样而言，冷却温度仅需设定为50 °C或更低。此外，证实了对实施例1的试样而言，冷却温度可设定为55°C或更高。
[0074]应指出的是，发明人证实即使在薄膜电容器以如下状态冷却时也获得了与图11所示结果相同的结果:其中冷却器相对于容器配置以使得冷却器的冷却表面与容器的外部电极侧表面(即，外部电机侧的容器侧表面)接触。
[0075]在各实施例1和2中，通过将金属化薄膜堆叠而形成的堆叠体包括:高热导部分，其中电介质薄膜中的高热导填料的含量相对高；和低热导部分，其中电介质薄膜中的高热导填料的含量相对低或者不含高热导填料。提供高热导部分以从堆叠体的内部(特别地，温度可变为高温的中央部)连续延伸至除提供有外部电极的两个侧部(电极形成端部)之外的侧部。因此，该实验结果证实了在具有上述构造的各实施例1和2中，可获得与对比实施例2薄膜电容器那些相当的耐热性和散热性，其包括通过将金属化薄膜彼此层叠而形成的堆叠体，其中在电介质薄膜表面上形成金属电极，在所述电介质薄膜中，高热导填料的含量相对高且高热导填料以分散方式配置，因此可显著拓展薄膜电容器的使用范围或应用范围。
[0076]上文已通过使用附图详细描述了本发明的实施方案。具体构造不限于实施方案的那些，且本发明涵盖处于本发明范围之内的设计变化等。
【主权项】
1.一种薄膜电容器，其特征在于包括: 通过堆叠金属化薄膜而形成的堆叠体，在所述各金属化薄膜中在电介质薄膜表面上形成金属电极，其中所述堆叠体的至少一个电介质薄膜包含高热导填料；和 在所述堆叠体中对向位置处提供的电极形成端部处形成的外部电极，其中: 所述堆叠体包括高热导部分，其中至少一个电介质薄膜中的高热导填料的含量相对高；和低热导部分，其中至少一个电介质薄膜中的高热导填料的含量相对低，或者不含高热导填料；和 提供高热导部分以从堆叠体的内部连续延伸至除电极形成端部之外的侧部。2.根据权利要求1的薄膜电容器，其中: 所述堆叠体的各电介质薄膜包括高热导区域，其中高热导填料的含量相对高；和低热导区域，其中高热导填料的含量相对低，或者不含高热导填料； 提供高热导区域，从而当从电介质薄膜的厚度方向观察时，从各电介质薄膜的内部连续延伸至电介质薄膜的端部，其中所述端部对应于除电极形成端部之外的侧部；和将金属化薄膜沿厚度方向堆叠，从而形成堆叠体。3.根据权利要求1的薄膜电容器，其中: 所述堆叠体的电介质薄膜包含高热导薄膜，其中高热导填料的含量相对高且所述高热导填料以分散方式配置；和低热导薄膜，其中高热导填料的含量相对低且所述高热导填料以分散方式配置，或者不含高热导填料；和 将其中在高热导薄膜表面上形成金属电极的金属化薄膜在相对内侧的位置沿堆叠方向堆叠，且将其中在低热导薄膜表面上形成金属电极的金属化薄膜在相对外侧的位置沿堆叠方向堆叠，从而形成堆叠体。4.根据权利要求1的薄膜电容器，其中: 所述堆叠体的电介质薄膜包括高热导薄膜和低热导薄膜； 所述高热导薄膜包含高热导区域，其中高热导填料的含量相对高；和低热导区域，其中高热导填料的含量相对低，或者不含高热导填料； 在所述高热导薄膜中，提供高热导区域，从而当从高热导薄膜的厚度方向观察时，从高热导薄膜的内部连续延伸至高热导薄膜的端部，其中所述端部对应于除电极形成端部之外的侧部； 在所述低热导薄膜中，高热导填料的含量相对低且高热导填料以分散方式配置，或者不含高热导填料；和 将其中在高热导薄膜表面上形成金属电极的金属化薄膜在相对内侧的位置沿堆叠方向堆叠，且将其中在低热导薄膜表面上形成金属电极的金属化薄膜在相对外侧的位置沿堆叠方向堆叠，从而形成堆叠体。5.根据权利要求1的薄膜电容器，其中: 所述堆叠体的各电介质薄膜包括高热导区域，其中高热导填料的含量相对高；和低热导区域，其中高热导填料的含量相对低，或者不含高热导填料； 当从电介质薄膜的厚度方向观察时，在各电介质薄膜的内侧位置处提供高热导区域；和 将金属化薄膜沿厚度方向堆叠，从而形成堆叠体。6.根据权利要求1的薄膜电容器，其中所述堆叠体通过将多对金属化薄膜沿厚度方向彼此层叠或者通过卷绕金属化薄膜对而形成。7.根据权利要求1的薄膜电容器，其中所述高热导填料的热导率比形成各电介质薄膜的材料的热导率要高。
【专利摘要】本发明涉及一种薄膜电容器，包括：通过将金属化薄膜堆叠而形成的堆叠体，在各金属化薄膜中，金属电极在电介质薄膜表面上形成，其中至少一个电介质薄膜包含高热导填料；和在堆叠体对向位置处提供的电极形成端部处形成的外部电极。所述堆叠体包括高热导部分，其中至少一个电介质薄膜的高热导填料的含量相对高，和低热导部分，其中至少一个电介质薄膜的高热导填料的含量相对低，或者不含高热导填料。提供高热导部分以从堆叠体的内部延伸至除电极形成端部之外的侧部。
【IPC分类】H01G4/33, H01G4/14, H01G4/06
【公开号】CN105489375
【申请号】CN201510627069
【发明人】济藤孝博
【申请人】丰田自动车株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年9月28日
【公告号】DE102015116385A1, US20160099109
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