KR100836567B1 - 필름 커패시터용 금속화 플라스틱필름 및 필름 커패시터 - Google Patents

필름 커패시터용 금속화 플라스틱필름 및 필름 커패시터 Download PDF

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박대진
전용원
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주식회사 뉴인텍
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Abstract

본 발명은 권취형 또는 적층형의 필름커패시터용 금속화 플라스틱필름 및 필름 커패시터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 상기 전극용 금속이 증착되지 않는 일측의 마진부로부터 필름 폭 방향의 타측을 향하여 필름 폭의 1/4 ~ 4/5까지 긴 직사각형의 분할전극을 형성하고, 마진부 끝단의 분할전극부터 전극용 금속과 접하는 부분 중 어느 하나의 위치에 퓨즈부가 형성되게 하여 필름의 길이방향을 따라 일정 간격으로 연속형성되도록 패턴화시킨 필름 커패시터용 금속화 플라스틱필름에 관한 것이다.
따라서, 필름커패시터의 자체발열을 줄이고 퓨즈부 작동에 의한 용량 감소율을 적게 함으로서, 커패시터의 안전성 및 소형화와 고온에서도 사용할 수 있도록 하는 필름커패시터용 금속화 플라스틱필름 및 필름 커패시터를 제공한다.

Description

필름 커패시터용 금속화 플라스틱필름 및 필름 커패시터{Metalized plastic film for film capacitor and film capacitor}
도 1은 종래의 필름 커패시터용 일반형 금속화 플라스틱필름의 사시도.
도 2a는 종래의 필름커패시터용 금속화 플라스틱필름으로 증착금속면 전체가 T자 형상의 분리부에 의해 분할되고 퓨즈가 1개인 사시도.
도 2b는 종래의 필름커패시터용 금속화 플라스틱필름으로 증착금속면 전체가 T자 형상의 분리부에 의해 분할되고 퓨즈가 3개인 사시도.
도 3은 종래의 필름커패시터용으로 증착금속면 전체가 다이아몬드형상으로 분할된 금속화 플라스틱필름의 사시도.
도 4는 종래의 필름커패시터용 금속화 플라스틱필름으로 증착금속면 중 필름폭의 1/2 정도만 분할전극을 형성하고 T형상의 분리부에 의해 분할되고 퓨즈가 4개인 금속화 플라스틱필름의 사시도.
도 5는 종래의 필름커패시터용 금속화 플라스틱필름으로 증착금속면 중 필름폭의 1/2 정도만 다이아몬드형상으로 분할된 분할전극을 형성한 금속화 플라스틱필름의 사시도.
도 6a는 본 발명에 따른 제1실시예로서, 필름커패시터용의 금속화 플라스틱필름의 증착패턴을 나타낸 사시도.
도 6b는 본 발명에 따른 제1실시예로서, 필름커패시터용의 금속화 플라스틱필름을 사용한 커패시터의 전개도.
도 6c는 본 발명에 따른 제1실시예로서, 필름커패시터용 금속화 플라스틱필름을 사용한 커패시터 조립도.
도 7a는 본 발명에 따른 제2실시예로서, 필름커패시터용의 금속화 플라스틱필름의 증착패턴을 나타낸 사시도.
도 7b는 본 발명에 따른 제2실시예로서, 필름커패시터용의 금속화 플라스틱필름을 사용한 커패시터의 전개도.
도 7c는 본 발명에 따른 제2실시예로서, 필름커패시터용 금속화 플라스틱필름을 사용한 커패시터 조립도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
101 : 플라스틱필름 102 : 증착금속
103 : 분리부 104, 104a : 퓨즈부
105, 105a : 분할전극 106 : 마진부
107 : 용사금속 접촉부
109 : 용사금속 110 : 전극인출선
111 : 본 발명의 금속화 플라스틱필름
본 발명은 권취형 또는 적층형의 필름커패시터용 금속화 플라스틱필름 및 필름 커패시터에 관한 것으로, 특히, 필름커패시터의 자체발열을 줄이고 퓨즈부 작동에 의한 용량 감소율을 작게 함으로서 커패시터의 전기적 특성과 안전성을 향상시키고 소형화와 고온에서도 사용할수 있도록 내열 특성을 향상시킨 필름커패시터용 금속화 플라스틱필름 및 필름 커패시터에 관한 것이다.
일반적으로, 전기기기용, 저압진상용, 전자기기용 커패시터 등은 각종 산업용으로 많이 사용되는데 이런 커패시터는 유전체로 폴리에칠렌텔레프타레이트 수지, 폴리프로필렌수지, 폴리에칠렌나프탈레이트수지, 폴리카보네이트수지 등의 플라스틱필름을 사용하며, 전극으로 플라스틱필름의 한 면 또는 양면에 증착 금속인 아연(Zn), 알루미늄(Al), 알루미늄합금 등을 고진공에서 증착한 금속화 플라스틱필름을 권취하였다.
상기한 바와 같이 권취된 소자의 양면에는 전극 인출용으로 아연 또는 아연 합금을 용사한 후 전극인출선을 스폿트, 납땜 등으로 연결한 후 외장 케이스에 넣은 후 절연체로 절연하였다.
상기한 커패시터는 안전성 확보와 고전압에서 사용하기 위해 별도의 안전장치를 외장 케이스에 내장하여 커패시터의 크기가 커지고, 가격이 상승하는 문제점과 전기적 내압이 발생하면 내장된 안전장치가 동작함으로써 커패시터의 기능이 상실되는 문제점이 있었다.
상기한 문제점을 개선하기 위해 금속화 플라스틱필름의 증착 전 공정에서 플라스틱필름의 표면에 일정한 모양으로 오일 등의 이형제를 도포하여 증착공정에서 증착할 때 이형제 부분에는 금속이 증착되지 않도록 한 분리부에 의해 증착금속을 분할하고 각각의 분할전극은 좁은 폭의 증착금속으로 연결한 퓨즈부를 갖는 보안성 금속화 플라스틱필름 혹은 패턴 금속화 플라스틱필름을 커패시터에 사용하는 방식이 제안된 바 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 종래의 필름커패시터용 일반형 금속화 플라스틱필름(8)은, 플라스틱필름(1)에 전극용 금속(2)을 증착한 것으로서, 전극용 금속의 분할전극이 없는 형상이며 커패시터의 안전성을 위해 온도퓨즈나 전류퓨즈 또는 필름커패시터의 사고 시 발생하는 가스에 의해 커패시터를 전원으로부터 차단 되도록 하는 별도의 안전장치를 내장하거나 3㎛ ~ 5㎛ 더 두꺼운 금속화 플라스틱필름 사용하게 되어 필름커패시터의 크기가 커지고 가격이 상승하는 문제점이 있었다.
도 2a에 도시된 바와 같이 종래의 필름커패시터용으로 증착금속(2)이 T자 형상의 분리부(3)에 의해 분할된 금속화플라스틱필름(8)은, 플라스틱필름(1)에 전극금속이 증착되고, 이 증착금속(2)은 T자 형상의 분리부(3)에 의해 분할전극(5)이 형성되면서 1개의 퓨즈부(4)를 갖는다.
상기 퓨즈부(4)는 분할전극(5) 면적 안에서 절연파괴가 발생하면 이때의 전류에 의해 퓨즈부(4)의 증착금속을 비산시켜 전원으로부터 차단되게 함으로써, 분할전극(5) 면적만큼의 커패시터 용량은 감소하나 커패시터의 폭발을 방지하고 계속해서 커패시터의 기능을 수행하도록 하는 역할을 수행한다.
또한, 필름 길이방향으로 연속해서 증착금속(2)이 없는 마진부(6)와 그 반대 끝 부분에 용사금속 접촉부(7)를 갖게 된다.
상기한 형상은 퓨즈부(4)가 용사금속 접촉부(7)에 근접되어 퓨즈부(4)와 용사금속 접촉부(7) 두 곳에서의 발열이 중첩되어 커패시터의 온도가 상승되고, 이곳에서의 절연력이 떨어져 퓨즈부(4)의 역할이 안전하지 않다.
또한, 금속화 플라스틱필름(8)폭이 40mm이상인 경우 분할전극(5)의 면적이 크고, 분할전극 면적(5)이 커짐으로써 퓨즈부(4)의 폭도 커져서 퓨즈부(4)가 작동하지 않는 경우가 많아 본래의 목적을 달성할 수 없었다.
반면, 상기 퓨즈부(4)가 작동되는 경우에는 용량감소가 크게 되는 문제점이 발생하여 도 2b와 같이 퓨즈부(4)를 3개 또는 2개를 갖는 구조가 제안되었으나, 이것 역시 안전성을 확보할 수 없었고 분할전극(5)의 면적이 넓음으로써, 퓨즈부(4)가 작동할 때 커패시터의 용량감소율이 크게 나타나게 되는 현상 등의 문제점이 있었다.
도 3에 도시된 바와 같이 종래의 필름커패시터용으로 증착금속(2)이 다이아몬드형상으로 분할된 금속화 플라스틱필름(8)은, 분리부(3)에 의해 분리된 분할전극(5)은 각각의 변들이 퓨즈(4)부로 연결되어 있다.
그러나, 전극인출선에 인가된 전기는 금속화 플라스틱필름(8)의 용사금속 접촉부(7)를 통해 마진부(6) 방향으로 흐르는 구조로서, 분할전극(5)이 금속화 플라스틱필름(8)의 폭 방향으로 다수 배치되어 퓨즈부(4) 수가 증가되고 퓨즈부(4)에서의 전류 병목 현상으로 많은 열이 발생되어 고 전류에서의 사용에는 문제점이 있었다.
도 4에 도시된 바와 같이 종래의 필름커패시터용 금속화 플라스틱필름(8)은, 증착금속(2) 중 폭의 1/2 정도만 분할전극(5)을 형성하고 퓨즈부(4)가 4개인 T자 형상의 분리부(3)에 의해 분할된 금속화 플라스틱필름(8)으로 도 2a 및 2b와 비교하면 퓨즈부(4)의 작동으로 인한 용량감소율은 적으나 분할전극(5)의 피치 간격이 커서 면적이 넓고, 이로 인하여 퓨즈부(4)가 작동할 때 커패시터의 용량감소율이 크게 나타나는 문제점이 있었다.
또한, 상기 퓨즈부(4)가 금속화 플라스틱필름(8) 중앙부분 한곳에 위치하여 금속화 플라스틱필름 2매를 1조로 하여 권취할 때, 2매의 금속화필름 퓨즈부(4)가 커패시터의 중앙부분에 집중 배치되어 퓨즈부(4)에서의 전류병목 현상에 의한 발열이 높게 나타나서 커패시터의 내압 저하로 사용조건의 제한이 있었다.
도 5에 도시된 바와 같이 종래의 필름커패시터용 금속화 플라스틱필름(8)은, 증착금속(2) 중 필름 폭 방향으로 1/2정도만 다이아몬드형상으로 분할된 분할전극(5)을 형성한 금속화 플라스틱필름(8)이며, 도 3과 비교해 볼 때 필름 폭 방향으로의 퓨즈부(4) 수를 줄임으로써, 커패시터의 자체 발열 온도 상승은 줄일 수 있으나, 분할전극(5)이 없는 증착금속(2)과 접하는 퓨즈부(4a)의 폭이 넓어 퓨즈로서의 역할을 할 수 없어 커패시터의 안전성을 확보할 수 없다는 문제점이 있었다.
상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점들을 개선하기 위해 안출된 본 발명은, 필름 폭 방향으로 분할전극의 숫자를 줄여 퓨즈 수를 줄이고 서로 이웃하는 분할전극 퓨즈부의 위치가 서로 이격배치되게 하여 퓨즈부에서의 전류 병목현상에 의한 발열을 분산시키고, 퓨즈부의 중첩에 의한 온도상승을 줄이며, 분할전극의 면적과 퓨즈부 폭을 작게 하여 커패시터 사용 중 퓨즈부의 작동을 원활하게 하여 커패시터의 전기적 특성과 안전성을 향상시키고 용량 감소율을 적게 함으로써, 소형화와 고온에서도 사용할 수 있도록 내열 특성을 향상시킨 필름커패시터용 금속화 플라스틱필름을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 목적은, 전극용 금속이 증착되는 필름 커패시터용 금속화 플라스틱필름에 있어서, 상기 전극용 금속(102)이 증착되지 않는 일측의 마진부(106)로부터 필름 폭 방향의 타측을 향하여 필름 폭의 1/4 ~ 4/5까지 긴 직사각형의 분할전극(105)을 형성하고, 마진부(106) 끝단의 분할전극(105)부터 전극용 금속(102)과 접하는 부분 중 어느 하나의 위치에 퓨즈부(104)가 형성되게 하여 필름의 길이방향을 따라 일정 간격으로 연속형성되도록 패턴화시킨 것을 특징으로 하는 필름 커패시터용 금속화 플라스틱필름(111)에 의해 달성된다.
여기서, 상기 퓨즈부(104)의 폭은 0.15mm ~ 1.0mm로 하며, 상기 어느 하나의 분할전극(105)의 퓨즈부(104)에 인접한 다른 분할전극(105a)의 퓨즈부(104a)는 폭 방향으로 3mm~40mm의 이격된 위치에 형성되게 하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 마진부(106)의 폭 방향 타측에 용사금속 접촉부(107)가 형성되며, 이 용사금속 접촉부(107)의 전극용 증착금속(102)은 0.5Ω/㎠ ~ 10Ω/㎠로 하고, 나머지 부분의 전극용 증착금속(102)는 2Ω/㎠~20Ω/㎠인 것이 바람직하다.
아울러, 상기 전극용 증착금속(102)이 0.5Ω/㎠ ~ 20Ω/㎠로 균일한 구조로 형성되게 하는 것이 바람직하다.
한편, 상기한 목적은, 상기한 금속화 플라스틱필름(111)을 이용한 금속화 필름 커패시터에 의해서도 달성된다.
이하, 본 발명의 구성 및 작용을 제1실시예와 제2실시예로서 첨부된 도 6a 내지 7 c를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명에 따른 제1실시예인 도 6a에 도시된 필름커패시터용 금속화 플라스틱필름(111)은, 유전체인 플라스틱필름(101)의 한 면 또는 양면에 전극용 금속(102)을 증착하고, 마진부(106)에서 폭 방향을 향하여 필름 폭의 1/4 ~ 4/5 정도까지 폭 방향으로 긴 사각형의 분할전극(105)이 형성되게 하고, 필름의 길이 방향으로 이 분할전극(105)이 연속하여 배치되도록 패턴화한다.
아울러, 상기 분할전극(105)이 끝나는 증착금속(102)면에는 분할전극(105)의 폭보다 짧은 간격으로 퓨즈부(104)를 형성하는 바, 이때, 하나의 분할전극(105)에는 하나의 퓨즈부(104)가 형성되게 함으로써, 필름 폭 방향으로 퓨즈부(104)수가 1개가 되도록 구성한다.
또한, 상기 퓨즈부(104)와 서로 인접하는 또 다른 분할전극(105a)의 퓨즈부(104a)는 퓨즈부(104)보다 마진부(106)쪽에 위치하도록 일정한 거리로 이격된 위치에 퓨즈부(104a)가 형성되게 한다.
따라서, 상기 퓨즈부(104)와 (104a)가 필름의 길이방향으로 2줄로 분산 배열되어 퓨즈부(104)와 (104a)에서의 발열이 2곳으로 분산될 수 있는 것이다.
또한, 상기 금속화 플라스틱필름 1조(2매)로 권취한 커패시터에서는 도 6b에 도시된 바와 같이 퓨즈부(104)와 (104a)가 3줄로 배열되어 퓨즈부(104)와 (104a)에서의 발열이 3곳으로 분산되어 커패시터 중앙에서의 고온발열을 줄이고 전체적으로 저온으로 균일하게 발열되도록 한다.
따라서, 커패시터의 수명이 길어지고 높은 온도의 조건에서도 사용이 가능한 커패시터를 제공할 수 있게 되는 것이다.
본 발명에 따른 제1실시예를 유사한 형상인 종래의 도 4와 비교하면, 도 4는 분할전극(5)의 면적이 넓기 때문에 퓨즈부(4)에 흐르는 전류가 많고 퓨즈부(4)가 커패시터의 중앙에 집중해서 구성되어 있으므로, 커패시터의 중앙에 고온발열이 발생하고, 고온으로 인한 절연력 저하로 커패시터의 수명단축과 사용온도가 낮을 수밖에 없는 구조이므로 본 발명과는 명백한 차이점이 있다.
본 발명의 제1실시예인 도 6a는 마진부(106)의 반대부분에 용사금속 접촉부(107)가 형성되고, 이 용사금속 접촉부(107)의 전극용 증착금속(102)은 0.5Ω/㎠ ~ 10Ω/㎠로 하고, 나머지 부분의 전극용 증착금속(102)를 2Ω/㎠ ~ 20Ω/㎠로 구성된 것이며, 플라스틱필름(101)의 유전체로 폴리에칠렌텔레프타레이트 수지, 폴리프로필렌수지, 폴리에칠렌나프탈레이트수지, 폴리카보네이트수지등의 플라스틱필름을 사용하며, 플라스틱필름(101)의 한 면 또는 양면에 전극용 증착 금속(102)으로 알루미늄, 아연 또는 알루미늄 합금을 주성분으로 하고, 증착금속(102)의 핵 생성체(시-드)로서 은, 구리, 니켈 및 크롬 등을 사용한다.
한편, 본 발명의 제2실시예인 필름커패시터용 금속화 플라스틱필름(111)은, 도 7a에 도시된 바와 같이 유전체인 플라스틱필름(101)의 한 면 또는 양면에 전극 용 금속(102)을 증착하고 마진부(106)에서 필름 폭 방향으로 1/2 ~ 4/5 정도까지 긴 직사각형의 분할전극(105)이 형성되도록 하며, 필름의 길이 방향으로 연속하여 배치되는 구조로 패턴화한 것으로서, 분할전극(105)이 끝나는 증착금속(102)면에는 분할전극(105)보다 짧은 간격으로 퓨즈부(104)를 형성하며, 이때, 상기 퓨즈부(104)의 수는 하나의 분할전극(105)에 하나의 퓨즈부(104)가 형성될 수 있도록 구성한다.
상기 마진부(106)의 타측 반대부분에는 용사금속 접촉부(107)을 형성하고, 이 용사금속 접촉부(107)의 전극용 증착금속(102)은 0.5Ω/㎠ ~ 10Ω/㎠로 하고, 나머지 부분의 전극용 증착금속(102)는 2Ω/㎠ ~ 20Ω/㎠로 구성한다.
상기 본 발명에 따른 제2실시예인 플라스틱필름(111)은, 유전체로 폴리에칠렌텔레프타레이트 수지, 폴리프로필렌수지, 폴리에칠렌나프탈레이트수지, 폴리카보네이트수지등의 플라스틱필름을 사용하며, 플라스틱필름(111)의 한 면 또는 양면에 전극용 증착 금속(102)으로 알루미늄, 아연 또는 알루미늄 합금을 주성분으로 하고, 증착금속(102)의 핵 생성체(시-드)로서 은, 구리, 니켈 및 크롬 등을 사용한다.
한편, 종래의 금속화 플라스틱필름(8)과 본 발명의 제1실시예, 제2실시예의 금속화 플라스틱필름(111)을 필름폭 40mm, 길이 150mm를 필름 폭방향 퓨즈부(104)의 수와 분할전극(105) 면적을 비교한 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
항 목 종래의 형상 제1실시예 제2실시예
도1 도2a 도2b 도3 도4 도5 도6a 도7a
필름 폭 방향 퓨즈 수 용사금속 접촉부 퓨즈 수 0 1 1 1 0 0 0 0
폭 방향 금속증착면 퓨즈 수 0 0 0 9 1 5 1 1
합계 0 1 1 10 1 5 1 1
분할전극면적(㎟) 525 595 700 32 350 32 65 65
표 1에서와 같이 종래의 필름커패시터용 금속증착필름(8)은 필름 폭방향 퓨즈부(4)의 수가 1개 ~ 10개이고, 분할전극(5) 면적은 700㎟ ~ 32㎟ 이나 도 2a, 도 2b에서와 같이 필름 폭 방향 퓨즈부(4)의 수가 1개로 커패시터의 자체 발열이 적으면 분할전극(5) 면적은 595㎟ ~ 700㎟로 커서 커패시터의 용량감소율이 크고, 도 3, 도 5와 같이 분할전극(5) 면적이 32㎟로 작으면 필름 폭 방향으로 퓨즈부(4)의 수가 5개 ~10개로 커패시터의 자체 발열이 증가하는 문제가 있다.
종래의 금속화 플라스틱필름(8)과 본 발명의 금속화 플라스틱필름(111)을 필름폭 50mm을 사용하여 100㎌의 커패시터를 만들어 전압 600V, 전류 20A를 인가 했을 때 커패시터의 상승 온도를 표 2에 나타내었다.
항 목 종래의 형상 제1실시예 제2실시예
도1 도2a 도3 도4 도6a 도7a
상승 온도 (℃) 커패시터의 용사금속 접촉부분 6 14 14 6 6 6
폭 방향의 커패시터 중앙부분 4 4 7 8 5 6
표 2에서와 같이 종래의 커패시터의 용사금속 접촉부(7)에서는 커패시터의 용사금속과 금속증착필름(8)과의 접촉저항에 의한 발열과 전류의 병목현상이 발생하는 퓨즈부(4)가 근접하여 퓨즈부(4)에서의 발열이 상승효과로 나타나 다른 부분 보다 온도가 높아지고, 커패시터의 폭 방향 중간 부분은 폭 방향 퓨즈부(4)의 수에 따라 온도가 올라가는 것을 알 수 있다.
커패시터의 용사금속 접촉부(7) 온도상승은 도 2a, 도 3에 도시된 종래 필름커패시터용 금속증착필름(8)이 14℃ 수준이고, 도 4는 6℃ 수준이나 도 6a와 도 7a에 도시된 본 발명에 따른 제1, 제2실시예인 커패시터의 용사금속 접촉부(107)의 온도상승은 6℃로 낮으며, 커패시터 중간부 온도 상승은 5℃ ~ 6℃로 종래의 유사한 형상인 도 4보다 낮다는 것을 알 수 있다.
상기한 문제점을 개선하여 본 발명의 제1실시예인 도 6a는 분할전극(105)의 면적이 65㎟로 작아 커패시터의 용량 감소율이 작으면서 필름 폭 방향으로 흐르는 전류에 대한 퓨즈부(104)(104a)의 수도 1개로 적어 퓨즈부(104)(104a)에서 전류의 병목현상에 의한 커패시터의 발열을 줄이고, 금속화 플라스틱필름 1조(2매)로 커패시터를 권취할 때, 퓨즈부(104)가 커패시터 중앙에 모여 커패시터 온도가 상승하는 것을 방지하기 위하여 퓨즈부(104)와 서로 인접하는 분할전극(105a)의 퓨즈부(104a)는 퓨즈부(104)보다 마진부(106)쪽에 위치하도록 이격된 위치에서 퓨즈부(104a)를 형성함으로써, 퓨즈부(104)와 퓨즈부(104a)가 필름의 길이방향으로 2줄로 분산 배열되어 퓨즈부(104)와 퓨즈부(104a)에서의 발열이 2곳으로 분산되게 한다.
도 6b와 도 6c에서와 같이 금속화 플라스틱필름 1조(2매)로 권취한 커패시터에서는 퓨즈부(104)와 퓨즈부(104a)가 3줄로 배열되어 퓨즈부(104)와 퓨즈부(104a)에서의 발열이 3곳으로 분산되어 커패시터 중앙에서의 고온발열을 줄이고 전체적으로 저온으로 균일하게 발열되게 하여 안정성을 도모할 수 있게 되는 것이다.
본 발명의 제2실시예인 도 7a는 분할전극(105)의 면적이 65㎟로 작아 커패시터의 용량 감소율이 작으면서 필름 폭 방향으로 흐르는 전류에 대한 퓨즈부(104)의 수도 1개로 적어 퓨즈부(104)에서 전류의 병목현상에 의한 커패시터의 발열을 줄이고, 분할전극(105)의 치수를 필름 폭 방향으로 1/2 ~4/5정도까지 긴 직사각형의 분할전극(105)으로 형성하여 도 7b와 도 7c에서와 같이 금속화 플라스틱필름을 1조(2매)로 권취한 커패시터는 퓨즈부(104)가 2줄로 배열되어 퓨즈부(104)에서의 발열이 2곳으로 분산되고, 커패시터 중앙에서의 고온발열을 줄일 수 있게 되므로 전체적으로 저온으로 균일하게 발열되게 하여 안정성을 도모할 수 있게 되는 것이다.
본 발명에 첨부된 도면에서는 분할전극(105)에 형성된 퓨즈부(104)(104a)의 개수는 1개로 도시되어 있으나, 이 퓨즈부(104)(104a)의 개수는 제작자의 의도에 따라 다양하게 가감할 수 있으며, 퓨즈부(104)와 이 퓨즈부(104)에 이격형성되는 퓨즈부(104a)의 위치도 각각 폭 방향의 길이 1/4 ~ 4/5의 범위내에서 다양하게 선택할 수 있는 것으로, 첨부된 도면과 상세한 설명에서 설명한 기술내용에 한정되지 않는다.
따라서, 커패시터의 수명이 길어지고 궁극적으로는 더 높은 주위환경의 온도에서도 사용 가능하도록 커패시터의 특성이 향상될 수 있는 것이다.
종래의 금속화 플라스틱필름(8)과 본 발명의 금속화 플라스틱필름(111)을 폭 50mm을 사용하여 100㎌의 커패시터를 만들어 전압 600V, 전류 20A를 1500시간 연속 인가하여 커패시터의 용량감소율과 커패시터의 용량이 95%이상 감소할 때까지 전압을 상승시켰을 때 시료수와 내압발생 수량을 표 3에 나타내었다.
항 목 종래의 형상 제1실시예 제2실시예
도 2a 도 3 도 4 도 5 도6a 도7a
용량감소율(%) 5.0 3.5 4.5 2.5 1.5 1.5
내수압/시료수 6/10 1/10 0/10 3/10 0/10 0/10
표 3 에서와 같이 1500시간 연속 인가한 시험에서 용량감소율이 1.5%로 종래의 형상인 5.0% ~ 2.5%보다 우수함을 알 수 있으며, 전압을 단계별로 상승시킨 시험에서는 커패시터의 용량이 95% 감소할 때까지 내압불량이 발생한 시료가 없이 매우 안전하였다.
이상 본 발명의 제1실시예에서는 도 6a의 분할전극(105),(105a)의 면적이 동일한 경우를 기술했으나, 면적이 동일한 것만을 한정하지 않고 분할전극(105) > (105a), (105) < (105a)인 경우도 같은 결과를 얻을 수 있으며, 분리부(103)의 필름 길이방향 간격이 일정한 것을 기술했으나 이 간격은 다양하게 채택변경하거나 조합하여 사용할 수 있으며, 퓨즈부(104) 또는 (104a)가 하나인 것을 기술했으나 퓨즈부의 개수에 한정되지 않는다.
아울러, 상기 어느 하나의 분할전극(105)의 퓨즈부(104)가 인접한 다른 분할전극(105a)의 퓨즈부(104a)와 어느 하나의 거리만큼 이격된 상태만을 기술했으나 퓨즈부(104a)의 이격 거리에 한정되지 않고 다양하게 채택변경할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 커패시터용 금속화 플라스틱필름은 유전체인 플라스틱필름의 한 면 또는 양면에 전극용 금속을 증착하고 분할전극의 면 적을 작게 한 것으로서, 금속화 플라스틱필름의 길이방향으로 연속해서 증착되지 않은 마진부로부터 필름 폭 방향으로 필름 폭의 1/4 ~ 4/5까지 길게 직사각형의 분할전극이 형성되도록 하고, 필름의 길이 방향으로 연속하여 이 분할전극이 배치되도록 패턴화시킴으로써, 각 분할전극은 분할전극이 없는 마진부의 타측 반대방향의 금속증착부와 1개의 퓨즈부를 가지고, 퓨즈부의 위치는 인접한 다른 분할전극의 퓨즈부 위치와 일정거리 이격된 위치에 형성되도록 하여 퓨즈부가 필름의 길이방향으로 2줄로 분산 배열되도록 하여 퓨즈부에서의 전류 병목현상에 의해 발생하는 열이 2곳으로 분산되게 하는 효과를 가진다.
또한, 금속화 플라스틱필름 1조(2매)로 권취한 커패시터에서는 퓨즈부가 3줄 또는 2줄로 배열되어 퓨즈부에서의 전류병목 현상에 의해 발생하는 열이 3곳 또는 2곳으로 분산되어 커패시터 중앙에서의 발열온도를 낮추어 줌으로써, 수명을 향상시켜 커패시터의 고 수명을 달성할 수 있고, 용량감소율을 줄임으로써, 커패시터의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 높은 주위온도의 조건하에서도 사용가능한 커패시터를 제공하는 효과를 가진다.

Claims (6)

  1. 전극용 금속이 증착되는 필름 커패시터용 금속화 플라스틱필름에 있어서,
    상기 전극용 금속이 증착되지 않는 일측의 마진부로부터 필름 폭 방향의 타측을 향하여 필름 폭의 1/4 ~ 4/5까지 긴 직사각형의 분할전극을 형성하고, 마진부 끝단의 분할전극부터 전극용 금속과 접하는 부분 중 어느 하나의 위치에 퓨즈부가 형성되게 하여 필름의 길이방향을 따라 일정 간격으로 연속형성되도록 패턴화시킨 것을 특징으로 하는 필름 커패시터용 금속화 플라스틱필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 퓨즈부의 폭은 0.15mm~1.0mm인 것을 특징으로 하는 필름 커패시터용 금속화 플라스틱필름.
  3. 제1항과 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 어느 하나의 분할전극 퓨즈부에 인접한 다른 분할전극의 퓨즈부는 폭 방향으로 3mm~40mm의 이격된 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 필름 커패시터용 금속화 플라스틱필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 마진부의 폭 방향 타측에 용사금속 접촉부가 형성되며, 이 용사금속 접 촉부의 전극용 증착금속은 0.5Ω/㎠ ~ 10Ω/㎠로 하고, 나머지 부분의 증착금속은 2Ω/㎠ ~ 20Ω/㎠인 것을 특징으로 하는 필름 커패시터용 금속화 플라스틱필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전극용 증착금속이 0.5Ω/㎠ ~ 20Ω/㎠로 균일한 구조인 것을 특징으로 하는 필름 커패시터용 금속화 플라스틱필름.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 의해 제조된 금속화 플라스틱필름을 이용한 금속화 필름 커패시터.
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