JP5734069B2 - フィルムコンデンサ素子及びフィルムコンデンサ並びにフィルムコンデンサ素子の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、フィルムコンデンサ素子とフィルムコンデンサとフィルムコンデンサ素子の製造方法とに係り、特に、少なくとも一つの誘電体膜と少なくとも一つの金属蒸着膜とを積層してなる構造の積層構造体を用いて得られたフィルムコンデンサ素子と、そのようなフィルムコンデンサ素子を有利に製造可能なフィルムコンデンサ素子の製造方法と、かかるフィルムコンデンサ素子を用いて得られるフィルムコンデンサとに関するものである。

従来から、フィルムコンデンサが、各種の電子機器などに使用されている。このフィルムコンデンサには、積層タイプと巻回タイプとがある。積層タイプのフィルムコンデンサは、例えば、特開平１０−２０８９７２号公報（特許文献１）等に明らかにされるように、樹脂フィルムからなる誘電体膜の一方の面に、金属蒸着膜が、電極膜として積層形成された積層構造体（金属化フィルム）の複数を互いに積層することにより、構成されている。巻回タイプのフィルムコンデンサは、例えば、特開２００８−９１６０５号公報（特許文献２）等に明らかにされるように、上記の構造を有する積層構造体の複数を重ね合わせて巻回することによって構成されている。

ところで、近年では、電子機器の小型・高性能化の要望の高まりに伴って、フィルムコンデンサに対しても、十分に高い耐電圧を確保した上での更なる小型化と大容量化の実現が、強く望まれるようになってきている。しかしながら、従来フィルムコンデンサでは、そのようなハイレベルの要求を十分に満たし得るだけの性能を確保することが困難であった。

すなわち、従来のフィルムコンデンサでは、フィルムコンデンサ素子の積層構造体を構成する誘電体膜として、一般に、ポリプロピレンやポリエチレンテレフタレート等からなる樹脂フィルムが使用されている。それらポリプロピレンやポリエチレンテレフタレートは、高電圧に耐えられるものの、比誘電率が低い。そのため、そのようなポリプロピレンやポリエチレンテレフタレート等からなる樹脂フィルムに金属蒸着膜が積層されてなる積層構造体の複数を積層し、或いは巻回して得られるフィルムコンデンサ素子において静電容量を増大させようとすると、樹脂フィルムの使用量が不可避的に多くなってしまう。従って、ポリプロピレンフィルムやポリエチレンテレフタレートフィルム等を誘電体膜として使用する従来のフィルムコンデンサでは、更なる小型化と大容量化の両立を図ることが困難であった。

そのような状況下、特開平３−５０７０９号公報（特許文献３）には、フッ化又はフルオロアルキル化された複数種類の芳香族原料モノマーを用いた蒸着重合法を実施して、アルミナ等のセラミック基板上に、誘電体膜として、蒸着重合膜を形成してなるコンデンサが開示されている。蒸着重合膜は、不純物の少ない良好な品質を有し、しかも、十分に薄肉化が可能となる。それ故、蒸着重合膜は、樹脂フィルムからなる誘電体膜に比して、耐電圧と比誘電率とが有利に高くされる。従って、そのような従来のコンデンサにおける誘電体膜の形成技術、即ち、誘電体膜を蒸着重合膜にて形成する技術を応用し、フィルムコンデンサの小型・大容量化のために、フィルムコンデンサの誘電体膜として、蒸着重合膜を採用することが考えられる。

ところが、本発明者の研究によれば、フッ化又はフルオロアルキル化された複数種類の芳香族原料モノマーを用いた蒸着重合法によって得られた蒸着重合膜を、フィルムコンデンサの誘電体膜として採用しても、近年のフィルムコンデンサに対する、より厳しい大容量化の要求に応えることが難しく、しかも、場合によっては、蒸着重合膜の成膜レート（単位時間当たりの成膜量）が低くなって、生産効率が極端に低下してしまう現象が生ずることが、判明したのである。

特開平１０−２０８９７２号公報 特開２００８−９１６０５号公報 特開平３−５０７０９号公報

ここにおいて、本発明は、上記した事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、十分な耐電圧を確保しつつ、小型・大容量化がより高いレベルで実現され、しかも効率的に生産が可能なフィルムコンデンサ素子及びフィルムコンデンサと、そのようなフィルムコンデンサ素子を有利に製造する方法とを提供することにある。

本発明者は、そのような課題の解決のために、先ず、前記公報に開示のフッ化又はフルオロアルキル化された複数種類の芳香族原料モノマーを用いた蒸着重合法を実施して、セラミック基板上に蒸着重合膜を形成してなる従来のコンデンサの成膜レートが低くなる原因と大容量化が不充分となる原因について、種々検討を行った。その結果、蒸着重合膜の成膜レートが、原料モノマーの分子量に影響され、また、コンデンサの静電容量を決定する蒸着重合膜の比誘電率が、原料モノマーの分子構造に大きく左右されることが判明した。そして、この判明事実を基に、更に鋭意研究を重ねた結果、分子量が抑えられた特別な分子構造を有する複数種類の原料モノマーを用いて蒸着重合操作を実施することによって、より一層高い比誘電率を有する蒸着重合膜を高い成膜レートで形成し得ることを見出したのである。

すなわち、本発明は、上記の知見に基づいて完成されたものであって、その要旨とするところは、少なくとも一つの誘電体膜と少なくとも一つの金属蒸着膜とを積層してなる構造を有する積層構造体を用いて得られたフィルムコンデンサ素子において、前記少なくとも一つの誘電体膜のうちの少なくとも一つが、複数種類の原料モノマーを用いた蒸着重合法により形成された蒸着重合膜にて構成されていると共に、該複数種類の原料モノマーが、結合基を介して２個のベンゼン環を互いに結合してなる構造を、それぞれ有していることを特徴とするフィルムコンデンサ素子にある。

本発明の望ましい態様の一つによれば、前記複数種類の原料モノマーが、それぞれ、前記結合基に対してパラ位の位置にある官能基を有し、且つそれら官能基を介して該複数種類の原料モノマーが重合せしめられる。

本発明の有利な態様の一つによれば、熱処理、紫外線処理、電子ビーム処理、磁気処理、電場処理、及びプラズマ処理のうちの少なくとも何れか一つの処理が前記蒸着重合膜に施されていることにより、該蒸着重合膜の双極子が配向させられて、構成される。

本発明の好適な態様の一つによれば、前記蒸着重合膜がポリユリア樹脂膜にて構成される。

なお、蒸着重合膜がポリユリア樹脂膜にて構成される場合には、望ましくは、前記複数種類の原料モノマーが、芳香族ジアミンと芳香族ジイソシアネートとにて構成される。また、好適には、前記蒸着重合膜が、芳香族ジアミンと芳香族ジイソシアネートとを芳香族ジアミンのリッチ雰囲気中で重合させることにより、形成される。また、有利には、前記複数種類の原料モノマーとして、４，４’−ジアミノジフェニルメタンと４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートとが選択される。

そして、本発明は、上記した構造を有するフィルムコンデンサ素子を含んで構成されていることを特徴とするフィルムコンデンサをも、その要旨とするものである。

また、本発明は、少なくとも一つの誘電体膜と少なくとも一つの金属蒸着膜とを積層してなる構造の積層構造体を用いてフィルムコンデンサ素子を製造するに際して、（ａ）前記少なくとも一つの誘電体膜と、前記少なくとも一つの金属蒸着膜とを積層すると共に、該少なくとも一つの金属蒸着膜を互いに非接触の形態において形成することにより、前記積層構造体を得る工程と、（ｂ）該積層構造体を用いて、目的とするフィルムコンデンサ素子を得る工程とを含み、且つ前記少なくとも一つの誘電体層のうちの少なくとも一つを、２個のベンゼン環が結合基を介して互いに結合されてなる構造を有する複数種類の原料モノマーを用いた蒸着重合法により得られる蒸着重合膜にて、形成することを特徴とするフィルムコンデンサ素子の製造方法をも、また、その要旨とするものである。

なお、本発明の好適な態様に一つによれば、前記複数種類の原料モノマーが、それぞれ、前記結合基に対してパラ位の位置にある官能基を有し、且つそれら官能基を介して該複数種類の原料モノマーが重合せしめられる。

本発明の有利な態様の一つによれば、蒸着重合法によって前記蒸着重合膜を形成した後、該蒸着重合膜に対して、熱処理、紫外線処理、電子ビーム処理、磁気処理、電場処理、及びプラズマ処理のうちの少なくとも何れか一つの処理が施される。

本発明の望ましい態様の一つによれば、前記複数種類の原料モノマーとして、芳香族ジアミンと芳香族ジイソシアネートとが用いられて、蒸着重合法が実施されることにより、ポリユリア樹脂膜からなる前記蒸着重合膜が形成される。

なお、複数種類の原料モノマーとして、芳香族ジアミンと芳香族ジイソシアネートとが用いられる場合には、好適には、芳香族ジアミンと芳香族ジイソシアネートとを芳香族ジアミンのリッチ雰囲気中で重合させることにより、前記蒸着重合膜が形成される。また、望ましくは、前記複数種類の原料モノマーとして、４，４’−ジアミノジフェニルメタンと４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートとが選択される。

すなわち、本発明に従うフィルムコンデンサ素子にあっては、少なくとも一つの誘電体膜のうちの少なくとも一つが、蒸着重合膜にて構成されている。この蒸着重合膜は、真空中での蒸着重合によって形成される。そのため、蒸着重合膜は、不純物の少ない良好な品質を有し、しかも、十分に薄肉化が可能となる。それ故、そのような蒸着重合膜を含む誘電体膜全体の耐電圧と比誘電率とが、樹脂フィルムだけからなる誘電体膜全体の耐電圧と比誘電率よりも高くされる。

そして、特に、蒸着重合膜が、結合基を介して２個のベンゼン環を互いに結合してなる構造を有する芳香族の原料モノマー同士の蒸着重合によって形成されている。これによって、蒸着重合膜の比誘電率が、更に一層効果的に高められる。また、芳香族原料モノマーの分子量が有利に小さくされ、その結果として、蒸着重合膜の成膜レートも有利に高められる。

従って、本発明に従うフィルムコンデンサ素子にあっては、十分な耐電圧を確保しつつ、小型・大容量化がより高いレベルで実現され得る。しかも、蒸着重合膜の成膜レートの向上により、フィルムコンデンサ素子全体の生産効率の向上が、極めて効果的に図られ得るのである。

そして、本発明に従うフィルムコンデンサにおいては、上記したフィルムコンデンサ素子において奏される作用・効果と実質的に同一の作用・効果が有効に享受され得る。

本発明に従うフィルムコンデンサ素子の製造方法によれば、上記の如き優れた特徴を有するフィルムコンデンサ素子が、優れた生産性をもって極めて有利に製造され得るのである。

本発明に従う構造を有するフィルムコンデンサ素子の一例を示す部分拡大縦断面説明図である。 図１に示されたフィルムコンデンサ素子の製造装置を示す概略説明図である。

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。

先ず、図１には、本発明に従う構造を有するフィルムコンデンサ素子の一実施形態が、その縦断面形態において示されている。かかる図１から明らかなように、本実施形態のフィルムコンデンサ素子１０は、誘電体膜としての樹脂フィルム１２の一方の面に金属蒸着膜１４ａが積層されてなる金属化フィルム１５を有している。そして、そのような金属化フィルム１５の金属蒸着膜１４ａ側とは反対側の面（樹脂フィルム１２の他方の面）に、別の金属蒸着膜１４ｂが積層され、また、この金属蒸着膜１４ｂ上に、蒸着重合膜１６が、更に積層形成されて、構成されている。つまり、本実施形態では、フィルムコンデンサ素子１０が、金属蒸着膜１４ａと樹脂フィルム１２と金属蒸着膜１４ｂと蒸着重合膜１６とが、その順番で積層されてなる積層構造体として、構成されているのである。

より具体的には、樹脂フィルム１２は、ポリプロピレン製の二軸延伸フィルムからなり、１〜１０μｍ程度の薄い厚さを有している。この樹脂フィルム１２には、従来のフィルムコンデンサの誘電体膜を構成する樹脂フィルムが、何れも使用可能である。例えば、ポリエチレンテレフタレートやポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンナフタレート等からなる樹脂フィルムが用いられ得る。また、それらの樹脂フィルムは、必ずしも、二軸延伸フィルムでなくとも良い。

金属蒸着膜１４ａ，１４ｂは、アルミニウムからなっている。この金属蒸着膜１４ａ，１４ｂは、フィルムコンデンサ素子１０を用いて作製されるフィルムコンデンサの内部電極を構成するものであって、公知の手法に従って、樹脂フィルム１２の両面に積層形成される。即ち、金属蒸着膜１４ａ，１４ｂは、フィルムコンデンサの内部電極を形成する公知の金属材料を蒸着材として用いて、ＰＶＤやＣＶＤの範疇に属する、従来から公知の真空蒸着法を実施することにより、樹脂フィルム１２の両面上に積層形成されるのである。従って、金属蒸着膜１４ａ，１４ｂは、アルミニウムに限定されるものではなく、亜鉛等からなるものであっても良い。このような金属蒸着膜１４ａ，１４ｂの膜抵抗値は１〜５０Ω／ｃｍ² 程度とされ、また、その膜厚は、膜抵抗値等によって適宜に決定される。

蒸着重合膜１６は、ポリユリア樹脂膜からなっている。この蒸着重合膜１６は、公知の真空蒸着重合法によって、金属蒸着膜１４ａ上に積層形成されるものである。これにより、蒸着重合膜１６において、不純物の少ない良好な品質が確保され、また、その厚さが、樹脂フィルム１２の厚さよりも十分に薄くされている。その結果、フィルムコンデンサ素子１０を用いて作製されるフィルムコンデンサの小型・高性能化が効果的に図られるようになっている。

なお、蒸着重合膜１６の膜厚は、特に限定されるものではないが、０．００１〜１０μｍ程度とされていることが望ましい。何故なら、蒸着重合膜１６を０．００１μｍ未満の膜厚で形成することは容易ではない。そのため、蒸着重合膜１６の膜厚が、現実的には、０．００１μｍ以上とされるからである。また、蒸着重合膜１６の厚さが１０μｍを超える場合には、誘電体として蒸着重合膜１６を有するフィルムコンデンサの小型化を促進することが困難となるからである。

また、蒸着重合膜１６は、真空蒸着法によって成膜可能な樹脂膜であれば、その種類が、何等限定されるものではない。即ち、蒸着重合膜１６を、ポリユリア樹脂膜に代えて、ポリアミド樹脂膜、ポリイミド樹脂膜、ポリアミドイミド樹脂膜、ポリエステル樹脂膜、ポリアゾメチン樹脂膜、ポリウレタン樹脂膜等にて構成しても良い。そして、その中でも、樹脂フィルム１２よりも高い比誘電率を有する樹脂膜が、好適に採用される。そのような樹脂膜にて蒸着重合膜１６を形成することによって、フィルムコンデンサの静電容量を効果的に増大させることが可能となる。

なお、蒸着重合膜１６を構成するポリユリア樹脂は、樹脂フィルム１２よりも高い比誘電率が確保されるだけでなく、原料モノマー（ジイソシアネートとジアミン）の重合に際して、加熱処理が不要であり、しかも、水やアルコール等の脱離が全くない重付加重合反応において形成される。このため、ここでは、原料モノマーの重合時に加熱処理を実施するための設備が不要となって、低コスト化が実現され得る。また、加熱処理時の熱によって、樹脂フィルム１２が変形する、所謂熱負けが惹起されることが有利に回避され得る。更に、重合反応によって脱離した水やアルコール等を、重合反応が進行する真空チャンバ内から除去する必要がない。そのため、脱離された水やアルコール等を除去するための設備も不要となる。これによっても、低コスト化が、有利に実現可能となる。加えて、ポリユリア樹脂膜は、優れた耐湿性を有している。それによって、蒸着重合膜１６の高い耐電圧が、より安定的に確保され得ることとなる。

そして、本実施形態では、蒸着重合膜１６が、ポリユリア樹脂の中でも、特に、芳香族ポリユリア樹脂にて構成されている。また、そのような芳香族ポリユリア樹脂膜からなる蒸着重合膜１６は、２個のベンゼン環が結合基を介して互いに結合されてなる構造を有する芳香族ジイソシアネートと芳香族ジアミンとが蒸着重合されることによって形成されている。

さらに、本実施形態においては、芳香族ジイソシアネートとして、下記（化１）の一般式で示される４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）が用いられている。また、芳香族ジアミンには、下記（化２）の一般式で示される４，４’−ジアミノジフェニルメタン（ＭＤＡ）が用いられている。そして、蒸着重合膜１６が、それらの芳香族ジイソシアネートと芳香族ジアミンとの蒸着重合により形成されていることによって、蒸着重合膜１６の比誘電率と成膜レートの向上が図られているのである。

すなわち、ベンゼン環を有する芳香族モノマーは、分子構造が平面状とされて、直鎖構造や脂環構造を有するモノマーよりも安定した構造となっている。それ故、そのような芳香族モノマーであるＭＤＩとＭＤＡとの蒸着重合によって形成される蒸着重合膜１６は、樹脂フィルム１２に積層された金属蒸着膜１４ｂ上において、平面状に重なり合って、緻密に形成されている。これにより、蒸着重合膜１６の密度が高められ、以て、蒸着重合膜１６の比誘電率の更なる向上が図られている。

また、蒸着重合膜１６を形成するＭＤＩとＭＤＡは、２個のベンゼン環を有している。２個のベンゼン環を有するＭＤＩとＭＤＡは、３個以上のベンゼン環を有する芳香族ジイソシアネートや芳香族ジアミンよりも、分子量がそれぞれ小さくされている。それ故、そのような分子量の小さいＭＤＩとＭＤＡとの蒸着重合によって蒸着重合膜１６を形成する際には、３個以上のベンゼン環を有する芳香族ジイソシアネートと芳香族ジアミンを用いる場合に比して、分子量が小さくされている分だけ、それらＭＤＩとＭＤＡのそれぞれの蒸発速度が効果的に高められる。それによって、蒸着重合膜１６の成膜レートの向上が図られているのである。

また、一般に、直鎖構造や脂環構造を有するジイソシアネートやジアミンは、芳香族ジイソシアネートや芳香族ジアミンに比べて、分子構造が不安定である。特に、脂環構造のジイソシアネートやジアミンは、屈曲した構造を有し、立体障害が大きい。そのため、そのような脂環構造のジイソシアネートや脂環構造のジアミンとを用いた蒸着重合によって蒸着重合膜１６を形成した場合、蒸着重合膜１６の密度が不可避的に小さくなって、比誘電率の更なる向上が望めない。また、芳香族ジイソシアネートや芳香族ジアミンのうち、ベンゼン環を１個だけ有するものや、２個のベンゼン環が結合基を介することなく直接に結合されたものは、分子内での原子団の動きが、ジイソシアネートとジアミンとを重合させる官能基の周りだけに制限される。そのため、分子構造の並びを一直線に近い形で並べることが困難となる。

これに対して、２個のベンゼン環が結合基によって互いに結合されてなる芳香族ジイソシアネートと芳香族ジアミンであるＭＤＩとＭＤＡは、安定した分子構造を有している。しかも、分子内での原子団の動きが、官能基の周りと結合基の周りとにおいて許容されるため、分子構造の並びを一直線に近い形で並べることができる。それ故、そのようなＭＤＩとＭＤＡとの蒸着重合によって形成された蒸着重合膜１６は、樹脂フィルム１２に積層された金属蒸着膜１４ｂ上において、平面状に重なり合って緻密に形成される。それによって、蒸着重合膜１６の比誘電率の更なる向上が図られている。

さらに、上記（化１）及び（化２）から明らかなように、蒸着重合膜１６の形成する芳香族ジイソシアネートと芳香族ジアミンであるＭＤＩとＭＤＡは、それぞれの官能基であるイソシアネート基（−ＮＣＯ）とアミノ基（−ＮＨ₂ ）が、結合基［メチル基（−ＣＨ₂− ）］に対してパラ位の位置にある。換言すれば、即ち、ＭＤＩとＭＤＡは、それぞれ、結合基に対してパラ位の位置にある官能基を有し、且つそれら官能基を介してＭＤＩとＭＤＡが重合せしめられる。そのため、それらＭＤＩとＭＤＡは、分子構造の並びを一直線に近い形で並べることができる。これによって、蒸着重合膜１６の比誘電率の更なる向上が図られている。

なお、芳香族ポリユリア樹脂膜からなる蒸着重合膜１６を形成するのに用いられる芳香族ジイソシアネートと芳香族ジアミンは、例示したＭＤＩとＭＤＡに、特に限定されるものではない。２個のベンゼン環が結合基を介して互いに結合されてなる構造を有するものであれば、各種の芳香族ジイソシアネートと芳香族ジアミンとが使用可能である。例えば、芳香族ジアミンとしては、ビス（４−アミノフェニル）スルフィドや、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン等も、用いられ得る。

また、そのような芳香族ジイソシアネートと芳香族ジアミンの中でも、結合基がメチル基（−ＣＨ₂− ）、エーテル基（−Ｏ−）、チオエーテル基（−Ｓ−）であるものが好適に使用され、更に、それらの中でも、結合基がメチル基（−ＣＨ₂− ）であるものが、特に好適に使用される。これらのものを用いることによって、成膜される芳香族ポリユリア樹脂膜からなる蒸着重合膜１６の比誘電率の向上と成膜レートの増大が、共に有効に図られ得る。

そして、上記の如き構造とされたフィルムコンデンサ素子１０を用いて、巻回タイプのフィルムコンデンサを得る際には、先ず、フィルムコンデンサ素子１０を、例えば、蒸着重合膜１６が内側となるように１回又は複数回巻き付けて、巻回物を得る。このとき、所定の巻芯を用いても良い。次に、得られた巻回物の両側端面に対して、メタリコン電極をそれぞれ形成すると共に、それら各メタリコン電極に対して外部端子等を取り付ける。その後、必要に応じて、積層構造体を所定のケース内に封止する。これによって、目的とする巻回タイプのフィルムコンデンサを得るのである。

また、フィルムコンデンサ素子１０の複数を用いて、フィルムコンデンサを得ることもできる。この場合には、フィルムコンデンサ素子１０が、フィルムコンデンサの基本素子を構成する積層構造体として、複数用いられる。そして、先ず、複数のフィルムコンデンサ素子１０を積層する。このとき、互いに積層されるフィルムコンデンサ素子１０のうちの一方における金属蒸着膜１４ａと、それらのうちの他方における蒸着重合膜１６とを互いに重ね合わせる。次に、この積層体を１回又は複数回巻き付けて、巻回物を得る。その後、得られた巻回物（巻回型のフィルムコンデンサ素子）の両側端面に対して、メタリコン電極をそれぞれ形成すると共に、それら各メタリコン電極に対して外部端子等を取り付ける。そして、必要に応じて、積層構造体を所定のケース内に封止する。これにより、目的とする巻回タイプのフィルムコンデンサを得るのである。

また、フィルムコンデンサ素子１０を用いて、積層タイプ型のフィルムコンデンサを作製することもできる。この場合にも、フィルムコンデンサ素子１０が、フィルムコンデンサの基本素子を構成する積層構造体として、複数用いられる。そして、先ず、複数のフィルムコンデンサ素子１０を互いに積層して、積層体を形成する。このとき、互いに積層されるフィルムコンデンサ素子１０のうちの一方における金属蒸着膜１４ａと、それらのうちの他方における蒸着重合膜１６とを互いに重ね合わせる。次に、積層構造体の両側端面に対して、メタリコン電極をそれぞれ形成すると共に、それら各メタリコン電極に対して外部端子等を取り付ける。その後、必要に応じて、積層構造体を所定のケース内に封止することによって、目的とする積層タイプのフィルムコンデンサを得るのである。

ところで、上記の如きフィルムコンデンサ素子１０は、例えば、図２に示されるような構造を有する製造装置１８を用いて製造される。以下、フィルムコンデンサ素子１０の製造装置１８について詳述する。

図２から明らかなように、製造装置１８は、所定大きさの真空チャンバ２０を有している。この真空チャンバ２０内には、その内側空間を二つに仕切る仕切壁２２が設けられている。この仕切壁２２によって、真空チャンバ２０内に、第一真空室２４と第二真空室２６とが、画成されている。

第一真空室２４と第二真空室２６とには、それら各真空室２４，２６の内側空間を外部に連通させる排気パイプ２８，２８が、それぞれ接続されている。そして、それら各排気パイプ２８，２８上には、真空ポンプ３０，３０が、各々設けられている。これら二つの真空ポンプ３０，３０の作動により、第一真空室２４内と第二真空室２６内とが、それぞれ真空状態とされるようになっている。また、二つの真空ポンプ３０，３０の作動が互いに独立して制御可能とされている。それによって、第一真空室２４と第二真空室２６とが、互いに異なる真空度にて真空状態とされ得るようになっている。

真空チャンバ２０の第一真空室２４内には、巻出しローラ３２と巻取りローラ３４とが設置されている。巻出しローラ３２は、樹脂フィルム１２の一方の面に金属蒸着膜１４ａが積層されてなる金属化フィルム１５を巻回したフィルムロール３６が取り付けられるようになっている。巻取りローラ３４は、巻出しローラ３２に取り付けられたフィルムロール３６から巻き出された金属化フィルム１５の先端部分が取り外し可能に取り付けられて、図示しない電動モータ等によって回転駆動するようになっている。これにより、フィルムロール３６から巻き出された金属化フィルム１５が、巻取りローラ３４の回転駆動に伴って、巻取りローラ３４にて巻き取られるようになっている。

第一真空室２４内には、キャンローラ３８が設置されている。このキャンローラ３８は、鉄等の金属製の円筒体からなり、図示しない電動モータ等によって回転駆動するようになっている。また、キャンローラ３８は、その外周面の一部が、前記仕切壁２２に設けられた窓部４０を通じて、第二真空室２６内に露出している。

そして、フィルムロール３６から巻き出された金属化フィルム１５が、キャンローラ３８に対して、その外周面に、金属蒸着膜１４ａを接触させた状態で巻き掛けられてから、巻取りローラ３４に取り付けられるようになっている。これにより、フィルムロール３６から巻き出された金属化フィルム１５が、樹脂フィルム１２の金属蒸着膜１４ａ形成側とは反対側の面を真空チャンバ２０内に露呈させた状態で、キャンローラ３８の回転駆動に伴って、キャンローラ３８の周方向の一方向（図２の矢印：Ａ方向）に走向した後、巻取りローラ３４に向かって送り出されて、巻取りローラ３４にて巻き取られるようになっている。

また、キャンローラ３８の内部には、冷却機構４２が設けられている。この冷却機構４２は、例えば、冷却媒体の循環等によって、キャンローラ３８の筒部の外周面を冷却する公知の構造を有している。これにより、キャンローラ３８に巻き掛けられた金属化フィルム１５が、冷却機構４２にて冷却されたキャンローラ３８の外周面により冷却されるようになっている。

真空チャンバ２０内におけるキャンローラ３８の周囲には、金属蒸着膜形成装置４４と蒸着重合膜形成装置４６と赤外線照射装置４８とプラズマ照射装置５０とが、キャンローラ３８の周方向に並んで配置されている。それら４個の装置４４，４６，４８，５０は、キャンローラ３８の回転に伴って走行する金属化フィルム１５の走向方向の上流側から下流側に向かって、上記の順番で、並べられている。また、それら４個の装置４４，４６，４８，５０のうち、金属蒸着膜形成装置４４だけが、第二真空室２６内に配置され、残りの３個の装置４６，４８，５０は、第一真空室２４内に配置されている。

金属蒸着膜形成装置４４は、アルミニウム等の金属からなる蒸着原料（図示せず）を収容する収容部５２とヒータ５４とを有している。そして、この金属蒸着膜形成装置４４は、収容部５２に収容された蒸着原料を、ヒータ５４にて加熱し、蒸発させて、金属蒸気を発生させ、また、そのような金属蒸気を、キャンローラ３８に巻き掛けられた金属化フィルム１５に付着させ得るようになっている。これにより、金属化フィルム１５おける樹脂フィルム１２の金属蒸着膜１４ａ形成面とは反対側の面に対して、金属蒸着膜１４ｂを形成するようになっている。

蒸着重合膜形成装置４６は、ケーシング５６を有している。このケーシング５６は、その内側空間が混合室５８とされている。また、ケーシング５６は、キャンローラ３８の外周面に向かって開口する開口部６０を有し、この開口部６０を通じて、混合室５８が、第一真空室２４内に連通している。更に、ケーシング５６内には、液体状の原料モノマーを収容する第一及び第二モノマーポット６２ａ，６２ｂと第一及び第二ヒータ６４ａ，６４ｂとが設けられている。

そして、この蒸着重合膜形成装置４６は、第一及び第二モノマーポット６２ａ，６２ｂ内にそれぞれ収容された２種類の原料モノマーを、第一及び第二ヒータ６４ａ，６４ｂにて加熱し、蒸発させて、２種類のモノマー蒸気を発生させるようになっている。また、それら２種類のモノマー蒸気を混合室５８内で混合させた後、混合した２種類のモノマー蒸気を、キャンローラ３８に巻き掛けられた金属化フィルム１５に向かって、開口部６０から吹き出すようになっている。これにより、金属化フィルム１５おける樹脂フィルム１２の金属蒸着膜１４ａ形成面とは反対側の面に、２種類のモノマー蒸気を付着させ、そして、樹脂フィルム１２上で、それら２種類のモノマー蒸気を重合させることにより、蒸着重合膜１６を形成するようになっている。

赤外線照射装置４８は、赤外線を発生させる公知の構造を有している。そして、発生させた赤外線を、キャンローラ３８の外周面上に照射し得るようになっている。これによって、キャンローラ３８に巻き掛けられて走行する金属化フィルム１５に対して、赤外線照射による熱処理が行われるようになっている。

プラズマ照射装置５０は、プラズマ（例えば、アルゴンガスのプラズマ）を発生させる公知の構造を有している。そして、発生させたプラズマを、キャンローラ３８の外周面上に照射し得るようになっている。これによって、キャンローラ３８に巻き掛けられて走行する金属化フィルム１５に対して、プラズマ照射によるプラズマ処理が行われるようになっている。

なお、ここでは、プラズマ照射装置５０によるキャンローラ３８の外周面に対するプラズマの照射位置と、赤外線照射装置４８によるキャンローラ３８の外周面に対する照射位置とが、互いに同一の位置とされている。これにより、キャンローラ３８に巻き掛けられて走行する金属化フィルム１５の一部に対して、熱処理とプラズマ処理とが同時に実施されるようになっている。

このような構造を有する製造装置１８を用いて、フィルムコンデンサ素子１０を得る際には、図２に示されるように、例えば、先ず、フィルムロール３６を巻出しローラ３２に外挿して、セットする。次に、フィルムロール３６から金属化フィルム１５を巻き出して、キャンローラ３８に巻き掛けた後、その先端部を巻取りローラ３４に取り付ける。

一方、そのような金属化フィルム１５のキャンローラ３８への巻掛け操作と同時に、或いはその操作の前後に、キャンローラ３８に内蔵の冷却機構４２を作動させて、キャンローラ３８の外周面を冷却する。これによって、キャンローラ３８に巻き掛けられた金属化フィルム１５を冷却する。この冷却機構４２による金属化フィルム１５の冷却温度は、特に限定されるものではなく、金属化フィルム１５に対して実施される、後述の蒸着重合操作を安定的に実施可能な温度とされ、一般には、−１５〜３０℃程度とされる。

また、金属化フィルム１５のキャンローラ３８への巻掛け操作とは別に、金属蒸着膜形成装置４４の収容部５２内に、アルミニウムからなる蒸着原料を収容する。更に、蒸着重合膜形成装置４６の第一モノマーポット６２ａ内に、前記した特別な分子構造を有する芳香族ジイソシアネート（例えば、ＭＤＩ）の所定量を、液体状態で収容する。また、第二モノマーポット６２ｂ内に、前記した特別な分子構造を有する芳香族ジアミン（例えば、ＭＤＡ）の所定量を、液体状態で収容する。

その後、真空ポンプ３０，３０を作動させて、真空チャンバ２０の第一真空室２４内と第二真空室２６内とを減圧して、それぞれ真空状態とする。これによって、第一真空室２４の内圧が１０^-1〜１００Ｐａ程度とされ、第二真空室２６の内圧が、第一真空室２４の内圧よりも低い１０^-2×５Ｐａ程度とされる。また、金属蒸着膜形成装置４４のヒータ５４と蒸着重合膜形成装置４６の第一及び第二ヒータ６４ａ，６４ｂとを作動させて、収容部５２内のアルミニウムの蒸着原料と、第一及び第二モノマーポット６２ａ，６２ｂ内の芳香族ジイソシアネートと芳香族ジアミンとを、それぞれ加熱し、蒸発させる。

次に、キャンローラ３８を回転させる電動モータを回転駆動させて、キャンローラ３８を図２の矢印：Ａ方向に回転させる。それと同時に、巻取りローラ３４回転駆動させる。これにより、フィルムロール３６から巻き出された金属化フィルム１５を矢印：Ａ方向に走行させる一方、キャンローラ３８から送り出された金属化フィルム１５の巻取りローラ３４による巻取りを可能とする。

そして、キャンローラ３８に巻き掛けられた金属化フィルム１５の一部を、キャンローラ３８の回転によって、第二真空室２６内に進入させる。そこで、金属蒸着膜形成装置４４にて発生させられたアルミニウムの蒸気を、金属化フィルム１５のキャンローラ３８の外周面側とは反対側の面（真空チャンバ２０内への露呈面）に吹き付けて、付着させる。これにより、金属化フィルム１５の金属蒸着膜１４ａの形成面とは反対側の面に対して、金属蒸着膜１４ｂを積層形成する。

このとき、第二真空室２６の内圧が、第一真空室２４の内圧よりも低くされているため、金属蒸着膜形成装置４４で発生したアルミニウム蒸気が、第二真空室２６から第一真空室２４内に侵入することが有利に防止される。また、冷却機構４２によるキャンローラ３８の外周面の冷却によって金属化フィルム１５が冷却されているため、高温のアルミニウム蒸気との接触（付着）による樹脂フィルム１２の熱ダメージの発生が、有利に防止される。

次に、金属蒸着膜１４ｂが積層形成された金属化フィルム１５部分を、キャンローラ３８の回転によって、第二真空室２６内から第一真空室２４内に再び進入させて、蒸着重合膜形成装置４６の設置箇所に位置させる。そして、蒸着重合膜形成装置４６のケーシング５６の混合室５８内で混合されて、開口部６０から吹き出される芳香族ジイソシアネート蒸気と芳香族ジアミン蒸気を、金属化フィルム１５に積層された金属蒸着膜１４ｂ上に付着させて、金属蒸着膜１４ｂ上で自己重合させる。これにより、金属蒸着膜１４ｂ上に、芳香族ポリユリア樹脂膜からなる蒸着重合膜１６を積層形成する。そうして、目的とするフィルムコンデンサ素子１０を得る。

なお、蒸着重合膜１６の形成工程は、好ましくは、芳香族ジアミンの蒸気圧が、芳香族ジイソシアネートの蒸気圧よりも高くされて、蒸着重合膜形成装置４６の混合室５８内が、芳香族ジアミンのリッチ雰囲気とされた中で行われる。つまり、芳香族ジアミンのリッチ雰囲気中で、蒸着重合操作が実施されるのである。それによって、蒸着重合膜１６の比誘電率が有利に高められることとなる。これは、以下の理由によるものと考えられる。

すなわち、芳香族ジアミンのリッチ雰囲気中では、芳香族ジアミンの分子数が、芳香ジイソシアネートの分子数よりも多くなる。このような状態下での芳香族ジアミンと芳香族ジイソシアネートとの蒸着重合によって形成された芳香族ポリユリアは、芳香族ジアミンと芳香族ジイソシアネートの組成比が１：１の雰囲気中での蒸着重合によって形成された芳香族ポリユリアに比べて、分子鎖の長さ（オリゴマー状態）が短くなる。分子鎖が短い芳香族ポリユリア膜は、分子鎖が長い芳香族ポリユリア膜に比べて、膜内部での分子の動きの自由度が大きく、分子の動きが活発となる。これによって、芳香族ジアミンのリッチ雰囲気中で、芳香族ジアミンと芳香族ジイソシアネートとの蒸着重合によって形成される蒸着重合膜１６の比誘電率が高くなると考えられる。

なお、芳香族ジイソシアネートのリッチ雰囲気中では、芳香ジイソシアネートの分子数が、芳香族ジアミンの分子数よりも多くなる。そのような状態下では、イソシアネート基が空気中の水分と反応し易くなる。そのため、特に、芳香族イソシアネートを収容するモノマーポットが真空チャンバ２０の外部に設置される場合には、芳香族ジイソシアネートのリッチ雰囲気中で、芳香族ジアミンと芳香族ジイソシアネートとの蒸着重合によって形成される蒸着重合膜１６の比誘電率が、芳香族ジアミンのリッチ雰囲気中で、芳香族ジアミンと芳香族ジイソシアネートとの蒸着重合によって形成される蒸着重合膜１６の比誘電率程、高くならないと考えられる。

芳香族ジアミンのリッチ雰囲気は、例えば、蒸着重合膜形成装置４６の第二ヒータ６４ｂによる第二モノマーポット６２ｂ内の芳香族ジアミンの加熱温度を、第一ヒータ６４ａによる第一モノマーポット６２ａ内の芳香族ジイソシアネートの加熱温度よりも高くすることによって容易に形成される。また、この芳香族ジアミンのリッチ雰囲気中の芳香族ジアミンと芳香族ジイソシアネートの組成比は、特に限定されるものではないものの、好ましくは、芳香族ジアミンの量が芳香族ジイソシアネートの量の１倍を超え、且つ４倍以下の量とされる。何故なら、芳香族ジアミンの量が芳香族ジイソシアネートの量よりも４倍を超える雰囲気中では、芳香族ジアミンが多過ぎて、芳香族ジアミンと芳香族ジイソシアネートとの重合が不充分となり、芳香族ポリユリア樹脂からなる蒸着重合膜１６の形成が困難となる恐れがあるからである。

次に、キャンローラ３８の回転によって、金属蒸着膜１４ｂと蒸着重合膜１６とが積層形成された金属化フィルム１５部分を、赤外線照射装置４８により赤外線が照射されると同時にプラズマ照射装置５０によりプラズマが照射される箇所に位置させる。そして、赤外線照射装置４８とプラズマ照射装置５０からそれぞれ発射される赤外線とプラズマとを、蒸着重合膜１６に同時に照射する。これにより、蒸着重合膜１６に対する熱処理とプラズマ処理とを同時に実施する。このとき、赤外線照射による熱処理は、例えば、蒸着重合膜が１６０℃で１０分間加熱される条件で行われる。

このような蒸着重合膜１６に対する熱処理とプラズマ処理によって、蒸着重合膜１６の比誘電率が高められる。この比誘電率の向上の理由は、熱処理とプラズマ処理により、蒸着重合膜１６内部の双極子が一定方向に配向（分極）して、蒸着重合膜１６内部の分極率が増大するためであると考えられる。

なお、蒸着重合膜１６に対する熱処理とプラズマ処理とによる後処理は、上記のように、蒸着重合膜１６内部の双極子の配向を促進させることを目的として実施されるものである。従って、蒸着重合膜１６に対する後処理は、そのような目的を達成し得るものであれば、熱処理とプラズマ処理の同時処理以外の処理であっても良い。例えば、蒸着重合膜１６に対する後処理が、蒸重合膜１６に対して、熱処理とプラズマ処理のうちの何れか一方を先に実施した後、それらのうちの何れか他方を後から行うものであっても良い。また、熱処理とプラズマ処理に代えて、紫外線処理と電子ビーム処理と磁気処理と電場処理のうちの何れか一つの処理を実施するものでも良い。更に、それら熱処理とプラズマ処理と紫外線処理と電子ビーム処理と磁気処理と電場処理のうちの少なくとも二つを同時に或いは別個に行うものであっても良い。

なお、紫外線処理と電子ビーム処理を行う場合には、例えば、紫外線照射装置と電子ビーム照射装置が、キャンローラ３８の周囲に設置される。そして、それらの装置から発射される紫外線や電子ビームを蒸着重合膜１６に照射することによって、紫外線処理や電子ビーム処理が実施される。また、磁気処理は、例えば、作製されたフィルムコンデンサ素子１０を、コイル等にて形成される磁場内に所定時間配置することによって実施される。更に、電場処理は、例えば、二つの電極間に、作製されたフィルムコンデンサ素子１０を配置した状態で、それら二つの電極間に所定の電圧を印加することにより、電場雰囲気中にフィルムコンデンサ素子１０を所定時間配置すること等によって実施される。

そして、蒸着重合膜１６に対する後処理が終了したら、キャンローラ３８の回転によって、得られたフィルムコンデンサ素子１０をキャンローラ３８から送り出して、巻取りローラ３４にて巻き取る。これにより、フィルムコンデンサ素子１０が巻回されたフィルムロール６６を得るのである。

このように、本実施形態のフィルムコンデンサ素子１０では、誘電体膜として、樹脂フィルム１２と共に、薄肉の蒸着重合膜１６が形成されている。そして、この蒸着重合膜１６が、結合基を介して２個のベンゼン環を互いに結合してなる構造を有する芳香族ジイソシアネートと芳香族ジアミンとの蒸着重合によって形成されている。これにより、蒸着重合膜１６において、十分な耐電圧を確保しつつ、比誘電率が更に有利に高められ、しかも、成膜レートの向上も図られている。

従って、本実施形態のフィルムコンデンサ素子１０にあっては、優れた耐電圧特性を維持しつつ、小型・大容量化が、より高いレベルで実現されている。そして、蒸着重合膜１６の成膜レートの向上による生産効率の向上が、極めて効果的に図られ得るのである。

また、フィルムコンデンサ素子１０では、官能基が結合基に対してパラ位の位置にある芳香族ジイソシアネートと芳香族ジアミンであるＭＤＩとＭＤＡとを、芳香族ジアミンのリッチ雰囲気中で重合させて、蒸着重合膜１６が形成されている。更に、そのような蒸着重合膜１６に対して熱処理とプラズマ処理が施されて、蒸着重合膜１６の双極子が配向させられている。そして、それらにより、蒸着重合膜１６の比誘電率が、より一層十分に高められている。従って、このようなフィルムコンデンサ１０においては、静電容量の増大が、更に効果的に達成され得るのである。

次に、本発明に従うフィルムコンデンサ素子が上記のような優れた特徴を有するものであることを確かめるために、本発明者が実施した幾つかの試験について、詳述する。

最初に、本発明に従う構造を備えた芳香族ジイソシアネートと芳香族ジアミンとの蒸着重合によって形成される蒸着重合膜が高い比誘電率と高い成膜レートとを有するものであることを確かめるために、以下の試験を行った。

すなわち、先ず、結合基を介して２個のベンゼン環が互いに結合されてなる構造を有する芳香族ジイソシアネートとして、ＭＤＩを所定量準備した。また、結合基を介して２個のベンゼン環が互いに結合されてなる構造を有する芳香族ジアミンとして、ＭＤＡとビス（４−アミノフェニル）スルフィドと４，４’−ジアミノジフェニルエーテルとを、それぞれ所定量ずつ準備した。更に、ポリプロピレンフィルムの一方の面に、アルミニウムの蒸着膜が積層形成された市販の金属化フィルムを準備し、また、公知の構造を有する蒸着重合膜形成装置を準備した。

そして、蒸着重合膜形成装置の真空チャンバ内に、金属化フィルムをセットした後、真空チャンバ内を真空状態とした。その後、真空チャンバ内に、ＭＤＩ蒸気とＭＤＡ蒸気とを導入し、それらを金属化フィルムのアルミニウム蒸着膜上で重合させて、アルミニウム蒸着膜上に、芳香族ポリユリア樹脂膜からなる蒸着重合膜を形成して、積層フィルムを作製した。そして、この積層フィルムを試験例１とした。

また、それとは別に、原料モノマーとして、ＭＤＩとビス（４−アミノフェニル）スルフィドを用いる以外、試験例１の積層フィルムを作製する際と同様にして、試験例１の積層フィルムに形成される蒸着重合膜とは種類の異なる芳香族ポリユリア樹脂膜からなる蒸着重合膜が積層形成された積層フィルムを作製した。この積層フィルムを試験例２とした。

さらに、原料モノマーとして、ＭＤＩと４，４’−ジアミノジフェニルエーテルを用いる以外、試験例１の積層フィルムを作製する際と同様にして、試験例１や試験例２の積層フィルムに形成される蒸着重合膜とは更に種類の異なる芳香族ポリユリア樹脂膜からなる蒸着重合膜が積層形成された積層フィルムを作製した。この積層フィルムを試験例３とした。

その後、試験例１〜３の各積層フィルムに形成された蒸着重合膜の比誘電率を、公知の手法によりそれぞれ測定した。その結果を、下記表１に示した。なお、試験例１〜３の各積層フィルムに形成された蒸着重合膜の形成条件は、排気圧力：１Ｐａ、成膜時間：５分、芳香族ジアミン蒸気のバルブ圧力と芳香族ジイソシアネート蒸気のバルブ圧力を、それぞれ２Ｐａとした。

次に、表１に示されるように、ジアミンとジイソシアネートとが何れも芳香族ではあるものの、それらのうちの何れか一方が、結合基を介して２個のベンゼン環が互いに結合されてなる構造を有しないものの組合せ（αの組合せ）と、ジアミンとジイソシアネートのうちの少なくとも何れか一方が芳香族でないものの組合せ（βの組合せ）で、ジアミンとジイソシアネートとを準備した。

なお、αの組合せは、以下の組合せとした。（ａ）２個のベンゼン環を直接に結合してなる構造を有するジアミンと、結合基を介して２個のベンゼン環が互いに結合されてなる構造を有するジイソシアネートとの組合せ（後述する試験例４）。（ｂ）結合基を介して３個のベンゼン環が互いに結合されてなる構造を有するジアミンと、結合基を介して２個のベンゼン環が互いに結合されてなる構造を有するジイソシアネートとの組合せ（後述する試験例５）。（ｃ）結合基を介して４個のベンゼン環が互いに結合されてなる構造を有するジアミンと、結合基を介して２個のベンゼン環が互いに結合されてなる構造を有するジイソシアネートとの組合せ（後述する試験例６）。

また、βの組合せは、以下の組合せとした。（ａ）直鎖構造を有するジアミンと脂環構造を有するジイソシアネートの組合せ（後述する試験例７，８）。（ｂ）脂環構造を有するジアミンと脂環構造を有するジイソシアネートの組合せ（後述する試験例９）。（ｃ）脂環構造を有するジアミンと芳香族ジイソシアネートの組合せ（後述する試験例１０，１１，１３，１４）。（ｄ）直鎖構造を有するジアミンと芳香族ジイソシアネートの組合せ（後述する試験例１２）。

そして、上記各種の組合せでジアミンとジイソシアネートとを用いて、１１個の金属化フィルムのそれぞれの表面上に、互いに分子構造の異なるポリユリア樹脂膜からなる蒸着重合膜をそれぞれ形成して、１１個の積層フィルムを得た。それら１１個の積層フィルムを、それぞれ試験例４〜１４とした。

なお、試験例４〜１４の蒸着重合膜の形成条件は、試験例１の蒸着重合膜の形成条件と同一とした。また、下記表１に示されるように、ここでは、２個のベンゼン環を直接に結合してなる構造を有するジアミンとして、１，５−ジアミノナフタレンを用いた。結合基を介して３個のベンゼン環が互いに結合されてなる構造を有するジアミンとしては、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンを用いた。結合基を介して４個のベンゼン環が互いに結合されてなる構造を有するジアミンとしては、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］スルホンを用いた。直鎖構造を有するジアミンとしては、１，８−ジアミノオクタンと、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−１，６−ジアミノヘキサンと、１，１２−ジアミノドデカンとを用いた。脂環構造を有するジアミンとしては、１，３−ビス（アミノメチルシクロヘキサン）（cis-，trans-混合物）と、４，４’−メチレンビス（シクロヘキシルアミン）（異性体混合物）とを用いた。芳香族ジアミンとしては、ＭＤＡを用いた。脂環構造を有するジイソシアネートとしては、１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサンを用いた。芳香族ジイソシアネートとしては、ＭＤＩの他に、ｍ−キシリレンジイソシアネートと、１，４−フェニレンジイソシアネートとを用いた。

そして、試験例１〜１４の積層フィルムのうち、試験例１〜６の積層フィルムの作製時において、それら各積層フィルムに形成される蒸着重合膜の成膜レートを、それぞれ調べた。また、それとは別に、試験例１〜１４の積層フィルムの作製後に、それら各積層フィルムに形成された蒸着重合膜の比誘電率を、公知の手法によりそれぞれ測定した。それらの結果を、下記表１に併せて示した。

表１の結果から明らかなように、２個のベンゼン環が結合基を介して結合されてなる構造を有する芳香族ジアミンと芳香族ジイソシアネートとの蒸着重合によって蒸着重合膜が形成された試験例１〜３の各積層フィルムでは、蒸着重合膜の比誘電率が４．６８〜５．０８の範囲内の値であり、また、成膜レートが０．２１４〜０．５００μｍ／ｍｉｎの範囲内の値であった。これに対して、ジアミンとジイソシアネートのうちの一方（ここではジアミン）が２個のベンゼン環を直接に結合してなる構造を有するジアミンとジイソシアネートの組合せで蒸着重合膜が形成された試験例４の積層フィルムでは、蒸着重合膜の比誘電率が４．２７となっていた。これは、試験例１〜３の各積層フィルムに形成された蒸着重合膜の比誘電率よりも明らかに小さな値となっている。

また、ジアミンとジイソシアネートのうちの一方（ここではジアミン）が３個以上のベンゼン環を有する構造のジアミンとジイソシアネートの組合せで蒸着重合膜が形成された試験例５及び６の各積層フィルムでは、成膜レートが、０．００４〜０．０３５μｍ／ｍｉｎの範囲内の値となっていた。これは、試験例１〜３の各積層フィルムに形成された蒸着重合膜の成膜レートよりも明らかに小さな値となっている。

さらに、ジアミンとジイソシアネートのうちの少なくとも何れか一方が芳香族でないジアミンとジイソシアネートの組合せで蒸着重合膜が形成された試験例７〜１４の各積層フィルムでは、蒸着重合膜の比誘電率が、全て、４．５３以下となっていた。これは、試験例１〜３の各積層フィルムに形成された蒸着重合膜の比誘電率よりも明らかに小さな値となっている。

以上のことから、本発明に従う構造を有する芳香族ジアミンと芳香族ジイソシアネートとの蒸着重合によって形成された蒸着重合膜において、比誘電率が十分に高められると共に、成膜レートの向上が有利に図られることが、明確に認識され得る。

次に、本発明に従う構造を備えた芳香族ジイソシアネートと芳香族ジアミンとの蒸着重合に際して、芳香族ジイソシアネート蒸気と芳香族ジアミン蒸気との組成比が、蒸着重合膜の比誘電率に及ぼす影響を調べるために、以下の試験を行った。

すなわち、先ず、芳香族ジイソシアネートと芳香族ジアミンとして、市販のＭＤＩとＭＤＡとを、それぞれ所定量ずつ準備した。また、ポリプロピレンフィルムの一方の面にアルミニウム蒸着膜が積層形成されてなる市販の金属化フィルムを７個準備した。更に、蒸着重合膜形成装置として、前記試験例１の蒸着重合膜の形成の際に用いられたもの同じ装置を準備した。

そして、下記表２に示されるように、ＭＤＩの蒸気のバルブ圧力とＭＤＡの蒸気のバルブ圧力とを種々変更しながら、前記試験例１の蒸着重合膜の形成時と同様な条件で同様な操作を行って、７個の金属化フィルムのアルミニウム蒸着膜上に、蒸着重合膜をそれぞれ形成して、７個の積層フィルムを得た。そして、それら７個の積層フィルムを、それぞれ試験例１５〜２１とした。

表２の結果から明らかなように、ＭＤＩの蒸気のバルブ圧力とＭＤＡの蒸気のバルブ圧力とが互いに同一とされた状態、即ち、芳香族ジイソシアネートと芳香族ジアミンの組成比（重量比）が１：１とされた状態での蒸着重合により形成された試験例１５の蒸着重合膜の比誘電率は５．０８であった。これに対して、ＭＤＩの蒸気のバルブ圧力が２Ｐａで、ＭＤＡの蒸気のバルブ圧力が４Ｐａとされた状態、つまり、芳香族ジイソシアネートと芳香族ジアミンの組成比（重量比）が１：４とされた状態での蒸着重合、即ち、芳香族ジアミンのリッチ雰囲気中での蒸着重合により形成された試験例１７の蒸着重合膜の比誘電率は５．７５であった。また、ＭＤＡの蒸気のバルブ圧力が、ＭＤＩの蒸気のバルブ圧力よりも小さくされた状態での蒸着重合、即ち、芳香族ジイソシアネートのリッチ雰囲気中での蒸着重合により形成された試験例１９〜２１の蒸着重合膜の比誘電率は、何れも、試験例１５の蒸着重合膜の比誘電率よりも低い値となっていた。

これは、芳香族ジアミンのリッチ雰囲気中での蒸着重合により蒸着重合膜を形成することによって、蒸着重合膜の比誘電率を効果的に高め得ることを如実に示している。なお、ＭＤＡのバルブ圧力が５Ｐａで、ＭＤＩの蒸気のバルブ圧力が２Ｐａとされた状態では、芳香族ジアミン蒸気が過剰となって、蒸着重合膜が形成されなかった。

次に、本発明に従う構造を備えた芳香族ジイソシアネートと芳香族ジアミンとの蒸着重合によって形成された蒸着膜に対する後処理が、蒸着重合膜の比誘電率に及ぼす影響を調べるために、以下の試験を行った。

すなわち、先ず、芳香族ジイソシアネートと芳香族ジアミンとして、市販のＭＤＩとＭＤＡとを、それぞれ所定量ずつ準備した。また、ポリプロピレンフィルムの一方の面にアルミニウム蒸着膜が積層形成されてなる市販の金属化フィルムを４個準備した。更に、蒸着重合膜形成装置として、前記試験例１の蒸着重合膜の形成の際に用いられたもの同じ装置を準備した。

そして、前記試験例１の蒸着重合膜の形成時と同様な操作を行って、４個の金属化フィルムのアルミニウム蒸着膜上に、蒸着重合膜をそれぞれ形成して、４個の積層フィルムを得た。

その後、それら４個の積層フィルムのうちの１個に形成された蒸着重合膜に対して、アルゴンガスのプラズマを照射するプラズマ処理を行った。このプラズマ処理された蒸着重合膜を有する積層フィルムを試験例２２とした。また、別の１個の積層フィルム上の蒸着重合膜を１６０℃で１０分間加熱する熱処理を行った。この熱処理された蒸着重合膜を有する積層フィルムを試験例２３とした。更に、別の１個の積層フィルム上の蒸着重合膜に対して、１６０℃で１０分間加熱する熱処理と、アルゴンガスのプラズマを照射するプラズマ処理とを同時に実施した。この熱処理とプラズマ処理とが同時に実施された蒸着重合膜を有する積層フィルムを試験例２４とした。一方、後処理が何等施されていない蒸着重合膜を有する積層フィルムを試験例２５とした。そして、それら試験例２２〜２５の積層フィルムに形成された蒸着重合膜の比誘電率を、公知の手法によりそれぞれ測定した。その結果を、下記表３に併せて示した。

表３の結果から明らかなように、後処理が何等施されていない試験例２５の蒸着重合膜の比誘電率よりも、熱処理とプラズマ処理の少なくとも何れか一方の処理が施された試験例２２〜２４の蒸着重合膜の比誘電率の方が高くなっている。これによって、蒸着重合膜に対して熱処理やプラズマ処理等の後処理を施すことによって、蒸着重合の比誘電率の向上が図られ得ることが、明確に認識され得る。

以上、本発明の具体的な構成について詳述してきたが、これはあくまでも例示に過ぎないのであって、本発明は、上記の記載によって、何等の制約をも受けるものではない。

例えば、樹脂フィルム１２上に積層される蒸着重合膜１６と金属蒸着膜１４ａ，１４ｂの積層形態は、前記例示されたものに、何等限定されるものではない。即ち、例えば、樹脂フィルム１２上に金属蒸着膜１４ａと蒸着重合膜１６と金属蒸着膜１４ｂとを、その順番で積層しても良い。

また、蒸着重合膜１６の数は、複数であっても良い。即ち、樹脂フィルム１２の一方又は両方の面上に、複数の蒸着重合膜１６と複数の金属蒸着膜１４ｂとを、一つずつ交互に積層しても良い。或いは、樹脂フィルム１２の一方の面と他方の面とに、金属蒸着膜１４ａ，１４ｂをそれぞれ介して、蒸着重合膜１６を、それぞれ一つずつ積層しても良い。若しくは、樹脂フィルム１２の一方の面に、蒸着重合膜１６を、金属蒸着膜１４ａを介して一つだけ積層する一方、他方の面に、複数の蒸着重合膜１６と複数の金属蒸着膜１４ｂとを、一つずつ交互に積層しても良い。なお、蒸着重合膜１６が複数設けられる場合には、それら複数の蒸着重合膜１６が、同一種類の樹脂膜であっても、それらのうちの少なくとも一つが異なる種類の樹脂膜であっても、何等差し支えない。

樹脂フィルム１２を省略して、誘電体膜を蒸着重合膜１６だけで構成することもできる。その場合には、例えば、一つの蒸着重合膜１６の一方の面に、金属蒸着膜１４ａが一つだけ積層されてなる構造の積層構造体の複数を用い、この複数の積層構造体を、蒸着重合膜１６と金属蒸着膜１４ａとが交互に位置するように積層することによって、フィルムコンデンサ素子が構成される。また、一つの蒸着重合膜１６の一方の面に金属蒸着膜１４ａが積層される一方、その他方の面に金属蒸着膜１４ｂが積層されてなる積層構造体にて、フィルムコンデンサ素子を構成しても良い。更に、複数の蒸着重合膜１６と複数の金属蒸着膜１４ａとが交互に積層されてなる積層構造体にて、フィルムコンデンサ素子を構成することもできる。

なお、誘電体膜を蒸着重合膜１６だけで構成したフィルムコンデンサ素子は、例えば、図２に示される製造装置１８から巻出しローラ３２と巻取りローラ３４とが省略されると共に、金属蒸着膜形成装置４４と蒸着重合膜形成装置４６とが、金属蒸着膜１４ａ（１４ｂ）と蒸着重合膜１６の積層数に応じた数だけ、真空チャンバ２０内に設置されてなる構造の製造装置を用いて、製造される。また、そのような製造装置では、金属蒸着膜形成装置４４と蒸着重合膜形成装置４６とが、キャンローラ３８の周りに、その周方向に交互に並んで配置される。

その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないところである。

１０ フィルムコンデンサ素子 １２ 樹脂フィルム
１４ａ，１４ｂ 金属蒸着膜 １５ 金属化フィルム
１６ 蒸着重合膜 １８ 製造装置
２０ 真空チャンバ ３０ 真空ポンプ
３８ キャンローラ ４４ 金属蒸着膜形成装置
４６ 蒸着重合膜形成装置 ４８ 赤外線照射装置
５０ プラズマ照射装置

Claims (11)

1. 少なくとも一つの誘電体膜と少なくとも一つの金属蒸着膜とを積層してなる構造を有する積層構造体を用いて得られたフィルムコンデンサ素子にして、
   前記少なくとも一つの誘電体膜のうちの少なくとも一つが、複数種類の原料モノマーを用いた蒸着重合法により形成された蒸着重合膜にて構成されていると共に、該複数種類の原料モノマーが、結合基を介して２個のベンゼン環を互いに結合してなる構造を、それぞれ有しており、更に該蒸着重合膜に対してプラズマ処理と熱処理とが施されていることを特徴とするフィルムコンデンサ素子。
2. 前記複数種類の原料モノマーが、それぞれ、前記結合基に対してパラ位の位置にある官能基を有し、且つそれら官能基を介して該複数種類の原料モノマーが重合せしめられている請求項１に記載のフィルムコンデンサ素子。
3. 紫外線処理、電子ビーム処理、磁気処理、及び電場処理のうちの少なくとも何れか一つの処理が、前記蒸着重合膜に対して更に施されていることによって、該蒸着重合膜の双極子が配向させられている請求項１又は請求項２に記載のフィルムコンデンサ素子。
4. 前記蒸着重合膜がポリユリア樹脂膜である請求項１乃至請求項３のうちの何れか一つに記載のフィルムコンデンサ素子。
5. 前記複数種類の原料モノマーが、芳香族ジアミンと芳香族ジイソシアネートである請求項４に記載のフィルムコンデンサ素子。
6. 前記蒸着重合膜が、前記芳香族ジアミンと前記芳香族ジイソシアネートとを該芳香族ジアミンのリッチ雰囲気中で重合させることにより、形成されている請求項５に記載のフィルムコンデンサ素子。
7. 前記芳香族ジアミンが４，４’−ジアミノジフェニルメタンであり、前記芳香族ジイソシアネートが４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートである請求項５又は請求項６に記載のフィルムコンデンサ素子。
8. 請求項１乃至請求項７のうちの何れか１項に記載のフィルムコンデンサ素子を含んで構成されていることを特徴とするフィルムコンデンサ。
9. 少なくとも一つの誘電体膜と少なくとも一つの金属蒸着膜とを積層してなる構造の積層構造体を用いてフィルムコンデンサ素子を製造するに際して、
   （ａ）前記少なくとも一つの誘電体膜と、前記少なくとも一つの金属蒸着膜とを積層すると共に、該少なくとも一つの金属蒸着膜を互いに非接触の形態において形成することにより、前記積層構造体を得る工程と、（ｂ）該積層構造体を用いて、目的とするフィルムコンデンサ素子を得る工程とを含み、
   且つ前記少なくとも一つの誘電体層のうちの少なくとも一つを、２個のベンゼン環が結合基を介して互いに結合されてなる構造を有する複数種類の原料モノマーを用いた蒸着重合法により得られる蒸着重合膜にて、形成すると共に、該蒸着重合膜に対して、プラズマ処理と熱処理とを実施することを特徴とするフィルムコンデンサ素子の製造方法。
10. 紫外線処理、電子ビーム処理、磁気処理、及び電場処理のうちの少なくとも何れか一つの処理が、前記蒸着重合膜に対して更に実施される請求項９に記載のフィルムコンデンサ素子の製造方法。
11. 前記蒸着重合膜が、芳香族ジアミンと芳香族ジイソシアネートとを該芳香族ジアミンのリッチ雰囲気中で重合させることにより、形成される請求項９又は請求項１０に記載のフィルムコンデンサ素子の製造方法。
    

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