KR100803356B1 - 대전류용 필름 콘덴서의 제조 방법 및 그 방법으로 제조한 대전류용 필름 콘덴서 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 대전류용 필름 콘덴서에 관한 것으로, 일측에 비금속화된 마진이 있는 편면금속화필름 2장을 마진이 각각 반대편에 배치되도록 적층하고 권취한 이중 편면금속화필름롤과, 상기 이중 편면금속화필름롤 양측에 메탈리콘에 의하여 형성한 전극판을 갖는 필름 콘덴서에 있어서, 상기 이중 편면금속화필름롤에서 일 편면금속화필름의 비금속화된 마진과 그 마진과 평면적으로 겹치는 타 편면금속화필름의 금속화된 부분 및 그 외측 단면이 직진성을 갖게 성형하여 전기 저항을 줄인 것을 특징으로 하며, 본 발명에 의하면, 편면금속화 필름의 금속과 전극판간의 저항을 줄여 손실계수(dissipation factor)를 최소화하고, 소음을 줄일 수 있으며, 동일 정격전압에서 더 큰 허용 전류를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 동일한 정전용량을 갖으면서도 편면금속화 필름의 금속층에서 분포저항을 최소화할 수 있어 발열량을 현저하게 줄일 수 있는 효과가 있다.
필름, 콘덴서, 대전류용
Description
도 1a는 종래 대전류용 필름 콘덴서의 제조에 사용된 이중 편면금속화필름롤의 사시도이다.
도 1b는 종래 대전류용 필름 콘덴서의 사시도이다.
도 1c는 도 1b의 A-A'절단선에 대한 단면도이다.
도 1d는 종래 대전류용 필름 콘덴서의 제조 방법을 나타낸 공정도이다.
도 2a는 본 발명에 따른 대전류용 필름 콘덴서의 제조에 사용된 이중 편면금속화필름롤의 사시도이다.
도 2b는 본 발명에 따른 대전류용 필름 콘덴서의 사시도이다.
도 2c는 도 2b의 B-B'절단선에 대한 단면도이다.
도 2d는 본 발명에 따른 대전류용 필름 콘덴서의 제조 방법을 나타낸 공정도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
111, 211 : 이중 편면금속화필름롤 113a, 113b, 213a, 213b : 금속
115a, 115b, 215a, 215b : 폴리머 필름 117, 217 : 필름 콘덴서
119a, 119b, 219a, 219b : 단자 121, 221 : 피복
123a, 123b, 223a, 223b : 전극판 SM :시프트 마진(shift margin)
본 발명은 필름 콘덴서에 관한 것으로, 더 상세하게는 구조적으로 손실계수(dissipation factor)를 낮춰 정격전압을 올리거나 크기를 대형화하지 않아도 큰 발열이나 소음없이 대전류를 흘려 줄 수 있는 대전류용 필름 콘덴서 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
근래 PDP(Plasma Display Panel) 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 모듈, 모터 드라이버 모듈, 전력전자 콘트롤러 모듈 등에 사용되는 콘덴서는 주파수 특성 뿐만 아니라 대전류 특성을 요구한다. 뿐만 아니라, 이들 모듈에 사용되는 콘덴서는 소형화와, 저발열성 및 무소음성을 요구한다.
도 1a 내지 도 1d를 참조하면서, 종래 대전류용 필름 콘덴서 및 그 제조 방법을 설명한다.
도 1a는 종래 대전류용 필름 콘덴서의 제조에 사용된 이중 편면금속화필름롤의 사시도를, 도 1b는 종래 대전류용 필름 콘덴서의 사시도를, 도 1c는 도 1b의 A-A'절단선에 대한 단면도를, 도 1d는 종래 대전류용 필름 콘덴서의 제조 방법을 나타낸 공정도를 각각 나타낸다.
도 1a를 참조하면, 대전류용 필름 콘덴서를 제조하는 데는 폴리에스테르 필름이나 폴리프로필렌 필름 등 폴리머 필름(115a, 115b)의 일면에 일측 가장자리 마진(margin)을 제외하고 나머지 부분에 증착에 의하여 금속(113a, 113b)층을 형성한 편면금속화필름(113a, 115a 또는 113b, 115b)을 사용한다. 도 1a에 도시된 이중 편면금속화필름롤(111)은 상기 2장의 편면금속화필름(113a, 115a 또는 113b, 115b)을 마진이 서로 반대측에 배치되고, 일 편면금속화필름(113b, 115b)의 금속화된 부분 측면이 타 편면금속화필름(113a, 115a)의 비금속화된 마진 측면보다 외측으로 약간 돌출되게 적층하여 권취(도 1d의 부호 101)하고 열압착(도 1d의 부호 103)함으로써 얻어진다. 권취 공정(101) 후 이루어지는 열압착 공정(103)은 필름간을 밀착시켜 틈을 제거하기 위하여 행해진다.
도 1d를 참조하면, 이렇게 얻어진 롤(111)은 내부의 틈을 매꿔 노이즈를 제거하고 폴리머 필름의 특성 저하를 방지하기 위하여, 진공 내에서 왁스를 함침시키기도 하지만, 오븐 내에서 일정 시간동안 가열하여 열처리하는 에이징 공정(105)을 거친다. 에이징 공정(105)후 이중 편면금속화필름롤(111) 양측에 주석(Sn)이나 아 연(Zn)을 메탈리콘(metalicon)하여 폴리머 필름(115a, 115b) 상에 증착된 금속(113a, 113b)과 전기적으로 연결되는 전극판(도 1c의 부호 123a, 123b)을 형성하고, 이 전극판(123a, 123b)에 단자(도 1b의 부호 119a, 119b)를 부착한 후 수지로 피복(도 1c의 부호 121)을 형성함으로써 도 1b에 도시된 종래의 대전류용 콘덴서를 만든다.
그러나, 상술한 방법에 의하여 제조되는 종래의 대전류용 콘덴서는 다음과 같은 이유로 노이즈가 크고, 소형화가 어려우며, 발열량이 많아 그 개선이 요구된다.
이하에서는, 도 1a에 도시된 바와 같이, 이중 편면금속화필름(113a, 115a 또는 113b, 115b)이 적층된 상태에서 일 편면금속화필름(113a, 115a)의 비금속화된 마진과 그 마진과 평면적으로 겹치는 타 편면금속화필름(113b, 115b)의 금속화된 부분 및 그 외측을 합쳐 편의상 시프트 마진(shift margin)(SM)이라고 표현한다.
도 1b 및 도 1c를 참조하면, 종래 대전류용 콘덴서(117)는 열압착 공정(103) 및 에이징 공정(105) 중 시프트 마진(SM)에서 폴리머 필름(115a, 115b) 및 금속(113a, 113b)층의 심한 굴곡 또는 왜곡이 일어난다. 이러한 굴곡은 전극판(123a, 123b)과 금속(113a, 113b)의 전기적 접촉(contact)을 방해하고, 시프트 마진(SM)에서의 저항을 크게 하여 발열량을 증대시킬 뿐만 아니라, 소음을 야기하고, 대전류 통전을 위하여 콘덴서 부피를 키우게 하는 요인이 된다.
상술한 종래 대전류용 콘덴서의 문제점을 해결하고자 안출된 본 발명은 편면금속화 필름의 금속과 전극판간의 저항을 줄여 손실계수(dissipation factor)를 최소화하고, 소음을 줄일 수 있으며, 동일 정격전압에서 더 큰 허용 전류를 얻을 수 있는 구조의 대전류용 필름 콘덴서 및 그 제조 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 동일한 정전용량을 갖으면서도 편면금속화 필름의 금속층에서 분포저항을 최소화할 수 있는 구조의 대전류용 필름 콘덴서 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상술한 목적을 달성하고자 하는 본 발명은
일측에 비금속화된 마진이 있는 편면금속화필름 2장을 마진이 각각 반대편에 배치되도록 적층하고 권취한 이중 편면금속화필름롤과, 상기 이중 편면금속화필름롤 양측에 메탈리콘에 의하여 형성한 전극판을 갖는 필름 콘덴서에 있어서, 상기 이중 편면금속화필름롤에서 일 편면금속화필름의 비금속화된 마진과 그 마진과 평면적으로 겹치는 타 편면금속화필름의 금속화된 부분 및 그 외측 단면이 직진성을 갖게 성형하여 전기 저항을 줄인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 일측에 비금속화된 마진이 있는 편면금속화필름 2장을 마진이 각각 반대편에 배치되도록 적층한 이중 편면금속화필름을 이용하여 필름 콘덴서를 제조하는 방법에 있어서, 이중 편면금속화필름을 권취하여 이중 편면금속화필름롤을 만드는 단계 및 이를 프레스로 열압착하는 단계를 거친 후, 상기 이중 편면금속화필름롤 측면에 메탈리콘(metalicon)에 의하여 전극판을 형성함으로써 이중 편면금속화필름롤의 양측 가장자리를 전극판에 융착시킨 후, 오븐 내에서 가열하여 에이징하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 대전류용 필름 콘덴서 및 그 제조 방법의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2a는 본 발명에 따른 대전류용 필름 콘덴서의 제조에 사용된 이중 편면금속화필름롤의 사시도를, 도 2b는 본 발명에 따른 대전류용 필름 콘덴서의 사시도를, 도 2c는 도 2b의 B-B'절단선에 대한 단면도를, 도 2d는 본 발명에 따른 대전류용 필름 콘덴서의 제조 방법을 나타낸 공정도를 각각 나타낸다.
도 2a 및 도 2d를 참조하면, 본 발명에 따른 2중 편면금속화필름롤(211)은 2장의 편면금속화필름(213a, 215a 또는 213b, 215b)을 마진이 서로 반대측에 배치되고, 일 편면금속화필름(213b, 215b)의 금속화된 부분 측면이 타 편면금속화필 름(213a, 215a)의 비금속화된 마진 측면보다 외측으로 약간 돌출되게 적층하여 권취(201)하고 열압착(203)함으로써 얻어지는 점은 종래의 2중 편면금속화필름롤에 있어서와 같다. 그러나, 본 발명에 따른 편면금속화필름롤(211)은 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 동일한 면적을 갖는 금속면의 콘덴서 요소를 형성함에 있어서, 도 1a 및 도 1b에 도시된 종래의 편면금속화필름롤(111) 보다 필름폭을 좁게 하고 필름 길이를 길게 하여 롤 완성 상태 또는 콘덴서 완성 상태에서 높이가 폭보다 더 크게 한데 차이가 있다. 이렇게 함으로써, 전극판(223a, 223b) 사이에서 금속(213a, 213b)이 갖는 분포저항의 크기를 줄일 수 있고, 필름 폭을 좁게 하여 전기저항이 작아짐으로써 전기흐름이 원활하게 되며, 발열을 줄일 수 있게 된다. 또한 후술하는 바와 같이, 시트프 마진(SM)의 굴곡이 현저하게 줌으로 인하여 더욱 더 큰 저발열 효과가 있게 된다
도 2a를 참조하면, 편면금속화필름(213a, 215a 또는 213b, 215b)에는 비금속화된 마진이 있기 때문에 상기 2중 편면금속화필름롤(211)의 양측 시프트 마진(SM) 부분은 열압착 공정(103)을 거치더라도 상하 시프트 마진간의 밀착이 내측만큼 강하게 이루어지지 않는다. 따라서, 시프트 마진(SM) 부분에서 에이징(aging)시 굴절이 일어나기 쉬운 것이다.
도 2c 및 도 2d를 참조하면, 본 발명의 특징은 열압착된 2중 편면금속화필름 롤(211)의 양측에 주석 또는 아연 등의 용융금속을 분사(메탈리콘)하여 전극판(223a, 223b)을 형성하면서 편면금속화필름의 금속(213a, 213b) 및 폴리머 필름(215a, 215b)이 상기 전극판(223a, 223b)에 융착되어 고정되게 함으로써, 오븐 내에서 가열하여 에이징하더라도 폴리머 필름(215a, 215b) 및 금속(213a, 213b)의 단면이 직진성을 유지할 수 있게 한 데 있다.
도2c에는 설명의 편의상 편면금속화필름의 시프트 마진(SM) 부분에서 필름간 공간이 있는 것처럼 도시하였으나, 이러한 공간은 에이징 과정에서 폴리머 필름(215a, 215b)의 용융 팽창에 의하여 모두 매꾸어진다. 또한, 에이징 후 냉각 과정에서도 2중 편면금속화필름롤(211)이 전체적으로 수축하기 때문에 시프트 마진(SM)에서의 금속(213a, 213b)과 폴리머 필름(215a, 215b)이 직진성 및 밀착성을 유지한 채 수축한다.
상술한 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 편면금속화 필름의 금속과 전극판간의 저항을 줄여 손실계수(dissipation factor)를 최소화하고, 소음을 줄일 수 있으며, 동일 정격전압에서 더 큰 허용 전류를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 동일한 정전용량을 갖으면서도 편면금속화 필름의 금속층에서 분포저항을 최소화할 수 있어 발열량을 현저하게 줄일 수 있는 효과가 있다.
Claims (3)
- 일측에 비금속화된 마진이 있는 편면금속화필름 2장을 마진이 각각 반대편에 배치되도록 적층한 이중 편면금속화필름을 이용하여 필름 콘덴서를 제조하는 방법에 있어서,이중 편면금속화필름을 권취하여 이중 편면금속화필름롤을 만드는 단계 및 이를 프레스로 열압착하는 단계를 거친 후, 상기 이중 편면금속화필름롤 측면에 메탈리콘(metalicon)에 의하여 전극판을 형성함으로써 이중 편면금속화필름롤의 양측 가장자리를 전극판에 융착시킨 후, 오븐 내에서 가열하여 에이징하는 것을 특징으로 하는 대전류용 필름 콘덴서 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 편면금속화필름롤은 롤 완성 상태에서 롤의 높이가 롤의 폭보다 더 클 정도로 필름폭을 좁게 하고 필름 길이를 길게 한 것을 특징으로 하는 대전류용 필름 콘덴서 제조 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 방법에 의하여 제조된 대전류용 필름 콘덴서.
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Legal Events
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| N231 | Notification of change of applicant | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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Payment date: 20120118 Year of fee payment: 5 |
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| FPAY | Annual fee payment |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |