KR101271436B1

KR101271436B1 - 열 유발 손상 내성 커패시터 및 방법

Info

Publication number: KR101271436B1
Application number: KR1020087003001A
Authority: KR
Inventors: 테리 호스킹
Original assignee: 에스비 일렉트로닉스 인코포레이티드
Priority date: 2005-08-05
Filing date: 2006-08-03
Publication date: 2013-06-05
Also published as: US7453114B2; WO2007019383A9; CA2617785A1; US7655530B2; IL189223A; EP1913609A1; JP2009503911A; CN101258568B; WO2007019383A1; JP5060481B2; KR20080031943A; US20070030624A1; EP1913609A4; CN101258568A; US20090031543A1; CA2617785C; IL189223A0; EP1913609B1; BRPI0614704A2

Abstract

1 이상의 개선점을 갖는 예시적인 실시양태는 분리된 단부 전극을 갖는 커패시터와 커패시터의 열 유발 손상을 감소 또는 제거하기 위한 커패시터의 단부 전극을 분리하기 위한 방법을 포함한다.

커패시터

Description

열 유발 손상 내성 커패시터 및 방법{Thermally Induced Damage Resistive Capacitor And Method}

본 출원은 본 명세서에서 참고로 편입한 2005년 8월 5일자 미국 임시 출원 번호 60/595,783를 우선권 주장하고 증서(Exhibit) A로서 첨부하였다.

수많은 현대 커패시터는 메탈라이즈드(metallized) 필름을 갖는 커패시터 바디를 사용하여 제조된다. 메탈라이즈드 필름은 통상 금속 박막이 밀집 또는 퇴적된 폴리프로필렌과 같은 얇은 중합체 필름을 포함한다. 메탈라이즈드 필름은 금속 박막이 중합체 필름에 의해 분리되는 2개의 각 내부 전극을 형성하는 방법으로 배열된다. 2개의 각 내부 전극은 서로 전기적으로 사실상 분리되어 있고, 커패시턴스는 내부 전극들 사이에 나타내진다. 각 내부 전극의 금속 박막은 단부 전극에 접속되고, 터미네이터는 각 말단 전극에 접속되어 커패시터에 전기적으로 접속된다.

어떤 경우에, 메탈라이즈드 필름의 별개의 2 시트를 함께 권취하여 일반적으로 2개의 원형 단부를 갖는 원통형 커패시터 바디로 만든다. 메탈라이즈드 필름의 시트들을 서로 옵셋하여 각 시트는 일반적으로 원형인 단부들 중 하나에 항상 연장된다. 이러한 경우에, 각 단부 전극은 일반적으로 원형인 단부들 중 하나에 위치하고, 단부 전극이 위치하는 단부까지 연장되는 메탈라이즈드 필름의 시트에 접속된 다. 이 구조는 각 시트의 금속 박막에 의해 형성된 각각의 2 내부 전극들 사이에 교대하는 메탈라이즈드 필름의 층과 함께 단면을 갖는 환형 커패시터를 형성한다. 이러한 경우에, 각각의 단부 전극은 각 내부 전극의 층들과 함께 접속한다.

또 다른 경우에, 각각의 내부 전극은 메탈라이즈드 필름의 각 층으로 이루어져 장방형 커패시터 바디를 형성한다. 이러한 경우에, 한 내부 전극의 층들은 기타 내부 전극의 층들과 교대하도록 배열되고 2개의 단부 상에서 서로 옵셋된다. 이들 경우의 단부 전극들은 옵셋 단부에서 각 내부 전극의 각 층들 사이에 전기적 접속부를 제공한다. 기타 형태의 커패시터는 중합체와 같은 금속 및 유전체의 층을 여러 배열로 갖고, 상기 층들은 커패시터의 조립 전에 서로 고정되지 않는다.

단부 전극을 형성하는 사용되는 한 가지 일반적인 기술은 '단부 분무(end spray)'라 불리운다. 이 기술에서, 주석, 아연 또는 기타 도전성 물질을 포함할 수 있는 용융 단부 분무 금속이 메탈라이즈드 필름의 층들 중 옵셋 단부 각각에 분무된다. 단부 분무 금속이 특정 두께로 퇴적될 때까지 분무를 계속한다. 단부 분무 금속은 메탈라이즈드 필름에 부착되고, 용융 금속이 냉각되고 고화될 때, 단부 분무 금속은 메탈라이즈드 필름의 금속에 전기적으로 접속된다. 각 단부 상에 고화된 단부 분무 금속은 내부 전극들 중 하나에 접속되고, 상기 전극은 단부 전극으로서 작용한다. 통상적으로, 단부 분무 금속은 가능한 한 균일한 방식으로 메탈라이즈드 필름의 단부 상에 분무된다. 금속 단부 전극을 제조하기 위한 기타 기술들도 또한 이용 가능하다.

금속 또는 기타 형태의 견고한 단부 전극들을 사용할 때 생기는 문제들 중 하나는 단부 전극 크래킹으로 인해 커패시터의 결함이다. 많은 크래킹 문제는 온도 변화 및 반복되는 온도 사이클에 놓이는 커패시터의 결과로서 열을 유발한다는 것이다. 어떤 경우에, 열 유발 크래킹은 전극들 중 하나 또는 두개가 커패시터 바디의 내부 전극으로부터 적어도 부분적으로 분리되는 조건을 포함한다. 이러한 분리는 커패시턴스 및/또는 전류 운반과 같은 커패시터의 특성 또는 커패시터의 기타 특성을 변경한다. 기타 형태의 열 유발 크래킹 또는 손상은 단부 전극들 자체를 조각으로 크래킹하는 것을 포함한다.

넓은 범위의 온도에 당면하는 환경에서 커패시터가 작동하면 열 유발 크래킹과 함께 문제를 확대시킨다. 일부 형태의 시험을 포함하는 어떤 환경은 커패시터를 -50℃∼100℃의 온도까지 가져간다. 커패시터가 외부 및/또는 내부 영향을 통해 가열될 때, 커패시터의 층들과 단부 전극은 확장되고, 그리고 커패시터가 냉각될 때 층들과 단부 전극은 축소된다.

수많은 경우에, 크랙은 단부 전극의 열팽창계수(CTE)와는 다른 CTE를 갖는 유전체의 직접적인 결과로 인한 것이다. 어떤 경우에, 유전체의 CTE는 단부 전극의 CTE보다 더 크다. 유전체의 CTE가 단부 전극의 CTE보다 더 큰 경우, 유전체는 단부 전극보다 더 큰 비율로 팽창한다. 이는 유전체로 둘러싸인 내부 전극으로 하여금 단부 전극으로부터 멀리 떨어지게 할 수 있다.

통상적으로 커패시터는 그 내부 및 외부로 열을 발생시킨다. 외부 발열은 커패시터의 다소 균일한 발열을 야기하는 커패시터를 둘러싼 대기와 장치로부터 일어난다. 한편, 내부 자체 발열은 커패시터 내부의 전기적 손실에 의해 야기된다. 내 부 자체 발열은 메탈라이즈드 필름이나 기타 내부 전극과 유전체로 하여금 단부 전극보다 더 높은 온도에 놓이게 할 수 있다. 메탈라이즈드 필름에 의해 증가된 온도는 메탈라이즈드 필름을 단부 전극보다 더 팽창시키기 때문에 상기 상황으로부터 커패시터를 더 급속히 손상시키고, 그에 따라 통상적으로 단부 전극을 파괴하거나 또는 커패시터를 손상시키게 된다.

어떤 경우에, 커패시터 내부의 일부는 커패시터 내부의 다른 곳보다 더 뜨거워진다. 이러한 경우에, 메탈라이즈드 필름은 커패시터의 결함을 가져올 수 있는 단부 전극 상에 불균일한 응력을 야기하는 더 차가운 부분에서보다 더 뜨거운 부분에서 더욱 팽창된다.

일부 커패시터의 견고한 단부 전극은 매우 커질 수 있고, 때로는 이를테면 원통형 커패시터에 대해 10 인치 이상의 직경을 초과한다. 이들의 큰 커패시터는 가열될 때 함께 팽창하는 유전 재료의 수많은 층을 갖고 있어 커패시터의 1 이상의 방향으로 전체 크기를 증가시킨다. 유전체의 각 치수의 전체적인 팽창은 견고한 단부 전극의 각 대응 치수의 전체적인 팽창보다 더 크다. 그러므로, 유전체 및 견고한 단부 전극들은 서로 접속되어 있지만, 유전체는 단부 전극들보다 더 빠르게 팽창하기 때문에, 단부 전극이 크래킹된다. 열 유발 크래킹은 큰 커패시터에서 더욱 분명히 발생할 수 있을지라도, 열 유발 크래킹은 작은 것과 큰 커패시터 모두에서 발생한다.

관련 기술의 상기 예와 그와 관련된 한정은 예증적인 것이며 배타적인 것은 아니다. 관련 기술의 기타 한정은 명세서와 도면은 참고로 당해 기술 분야에서 숙 련자들에게 분명해진다.

발명의 개요

본 발명은 적어도 부분적으로는 분리된 단부 전극 커패시터 및 커패시터의 단부 전극을 분리하는 방법에 관한 것이다.

다음과 같은 실시양태와 요지는 시스템, 기구 및 방법과 관련하여 예증되며, 이는 예증적인 것이며 범위를 한정하는 것은 아니다. 여러가지 실시양태에서, 1 이상의 상기 문제들은 감소되거나 없어지며, 기타 실시양태는 기타 개선점에 관한 것이다.

이하, 커패시터를 제조하는 방법을 설명한다. 이 방법은 커패시터로 하여금 열 유발 손상으로부터 내성을 갖게 한다. 이 방법에서, 커패시터는 제1 및 제2 층 사이에 유전 재료를 사용하여 제1 도전층과 제2 도전층을 서로 간격지게 위치시킴으로써 형성된다. 제1 층은 커패시터 바디의 제1 단부에서 제1 층 길이방향 엣지(edge)를 갖고, 제2 층은 커패시터 바디의 반대측 제2 단부에서 제2 층 길이방향 엣지를 갖는다. 단부 분무 금속은 커패시터 바디의 제1 단부에서 제1층 길이방향 엣지와 접촉하도록 분무되어 제1 단부 전극을 형성하고, 그리고 단부 분무 금속은 커패시터 바디의 제2 단부에서 제2층 길이방향 엣지와 접촉하도록 분무되어 제2 단부 전극을 형성한다. 단부 분무 금속은 유전재료의 열팽창계수와 서로 다른 열팽창계수를 갖는다. 제1 단부 전극은 제1 단부에서 제1층 길이방향 엣지의 서로 다른 부분에 전기적으로 각각 접속되는 제1 전극 세그먼트로 분할된다. 제1 전극 세그먼트는 유전 재료로 하여금 열팽창 및 수축하도록 배열됨과 동시에, 세그먼트는 제1 단부에서 길이방향 엣지의 서로 다른 부분에 전기적으로 접속된 채 남아있다. 제1 전극 세그먼트는 제1 전극 세그먼트를 함께 전기적으로 접속하도록 가요성 전기 도체와 함께 접속됨과 동시에, 제1 전극 세그먼트로 하여금 사실상 서로 독립적으로 동작하도록 한다. 커패시터는 접속된 제1 전극 세그먼트와 제2 단부 전극 사이의 커패시스턴스를 나타낸다.

또 다른 방법은 메탈라이즈드 필름 커패시터에서 열 유발 손상을 감소하기 위한 방법을 포함한다. 커패시터는 서로 전기적으로 분리되는 메탈라이즈드 필름의 층으로 이루어진 제1 및 제2 내부 전극의 배열을 갖는다. 제1 내부 전극은 제1 단부에서 제1 단부 전극에 전기적으로 접속되고, 제2 내부 전극은 제2 단부에서 제2 단부 전극에 전기적으로 접속된다. 제1 및 제2 단부 전극은 사실상 견고하고, 메탈라이즈드 필름의 열팽창계수와 서로 다른 열팽창계수를 갖는다. 단부 전극들은 전극 세그먼트로 분할되어 메탈라이즈드 필름으로 하여금 열적으로 팽창 및 수축되게 하는 반면, 제1 내부 전극은 제1 단부 전극에 전기적으로 접속된 채 남아있고, 제2 내부 전극은 제2 단부 전극에 전기적으로 접속된 채 남아있다.

또 다른 방법은 권취된 메탈라이즈드 필름에 접속된 금속 단부 전극을 갖는 커패시터를 제조하는 것을 포함한다. 메탈라이즈드 필름은 열적으로 팽창 및 수축하는 유전재료를 갖는다. 단부 전극들은 사실상 독립적으로 동작할 수 있는 복수의 전극 세그먼트로 분할됨과 동시에, 열팽창 및 열수축에 대응하여 메탈라이즈드 필름과 접속되게 한다.

제1층 길이방향 엣지를 갖는 제1 도전층과 제2층 길이방향 엣지를 갖는 제2 도전층을 갖고, 이 경우 제1 및 제2 도전층은 서로 떨어져 있도록 배열되는 커패시터에 대해서 설명한다. 유전 재료는 제1 및 제2 도전층 사이에 위치한다. 제1 단부 전극은 제1층 길이방향 엣지와 전기적으로 접속되고, 그리고 제2 단부 전극은 제2층 길이방향 엣지와 전기적으로 접속된다. 제2 단부 전극은 제2층 길이방향 엣지의 서로 다른 부분에 각각 접속되는 복수의 전극 세그먼트로 분할된다. 유전 재료는 열적으로 팽창 및 수축될 수 있음과 동시에 전극 세그먼트는 제2층 길이방향 엣지에 접속된 채 남아있다. 커패시터는 각 전극 세그먼트와 제1 단부 전극 사이의 커패시턴스를 나타낸다.

상술한 예시적인 요지와 실시양태 외에, 또 다른 요지와 실시양태는 다음 설명과 도면을 참고로 할 때 분명해 진다.

도1은 본 발명에 따른 분할된 단부 전극을 갖는 커패시터의 사시도,

도2는 도1에 나타낸 커패시터의 2-2선 단면도,

도3은 전기적으로 서로 접속되는 분할된 단부 전극을 갖는 본 발명에 따른 커패시터의 또 다른 단면도,

도4는 전기적으로 서로 접속되는 분할된 단부 전극을 갖는 본 발명에 따른 커패시터의 사시도.

발명의 상세한 설명

본 발명에 따른 커패시터(20)를 도1에 나타낸다. 예시적인 커패시터(20)는 커패시터 바디(22)와 2개의 단부 전극(24,26)을 포함하며, 이들 전극은 각각 단부 세그먼트(28,30)로 분할된다. 분리 또는 세그먼트 단부 전극(24,26)은 세그먼트로 하여금 사실상 서로 독립적으로 동작하도록 하여 단부 전극의 열 유발 크래킹을 피하거나 감소한다.

각각의 세그먼트(28,30)는 커패시터 바디(22)의 다른 부분과 접속되고 견고한 계면과 서로 직접 접속되지 않는다. 이는 각 세그먼트(28,30)로 하여금 단부 전극(24,26)에서 크랙을 발생시키지 않고 접속되는 커패시터 바디(22) 부분의 팽창 및 수축과 함께 동작하게 한다.

각 세그먼트는 커패시터 바디의 서로 다른 부분에 접속되기 때문에, 각 세그먼트는 그 접속 부분에 의해 야기된 힘에만 사실상 영향을 받는다. 그 힘은 서로 다른 열팽창계수(CTE)를 갖는 세그먼트와 커패시터로 인해 세그먼트와 그것이 부착되는 커패시터 바디 부분 사이의 상대적인 치수 변화에 의해 발생된다. 단부 전극을 세그먼트로 분할함으로써, 이들 힘은 커패시터 바디와 세그먼트 사이의 부착력에 의해 극복된다.

세그먼트는 도2 및 도3에 나타낸 바와 같이 세그먼트 엣지(32)와 세그먼트 면(34)을 포함한다. 어떤 경우에, 인접한 세그먼트의 세그먼트 엣지(32)는 도1 및 도2에 나타낸 바와 같이, 적어도 일시적으로 서로 접속된다. 이는 서로에 대한 세그먼트의 사실상 독립적인 동작 성질에 영향을 미치는 것으로 생각되지 않는다. 갭(36)은 인접 세그먼트들 사이의 세그먼트 엣지(32)를 한정한다. 또 다른 경우에, 인접 세그먼트(28 또는 30)의 세그먼트 엣지(32)는 도3에 나타낸 바와 같이, 서로 접촉하지 않는다. 이들 경우에, 갭(36)은 상대적으로 크다. 도1에 나타낸 바와 같이, 기타 부분적으로 연장된 갭(39)은 별개의 전극 세그먼트들 사이에 있을 수 없고, 그 대신 전극 세그먼트에 걸쳐 적어도 부분적으로 연장될 수 있다. 부분적으로 연장되는 갭(39)은 전극 세그먼트로 하여금 응력 받을 때의 크랙보다도 변형되게 한다. 갭과 세그먼트의 기타 구조는 열 유발 손상을 감소하기 위해 사용될 수 있다.

커패시터의 온도가 증가함에 따라, 세그먼트는 서로 더 멀리 동작한다. 커패시터 바디(22)의 재료는 단부 전극(24,26)의 재료보다 더 높은 CTE를 갖기 때문에, 세그먼트는 서로에 대해 더 멀리 동작한다. 이러한 상태는 인접 세그먼트들 사이에 갭(36)의 크기를 증가시키고, 한 세그먼트의 동작이 또 다른 세그먼트의 동작에 따라 갖는 영향을 제한하거나 없애준다. 그러므로, 커패시터 바디(22)는 온도를 증가시키기 때문에, 바디는 세그먼트(28,30)보다 더 큰 비율로 팽창하고, 이는 단부 전극(24,26)의 평면에서 서로 멀리 세그먼트를 동작시킨다.

커패시터 바디(22)는 도2 및 도3에 나타낸 바와 같이, 내부 전극이나 도전층(38,40) 및 유전 재료 또는 층(42,44)을 포함한다. 도전층(38,40)은 커패시턴스를 형성하도록 배열된다. 도1에 나타낸 커패시터 바디(22)는 2개의 원형 단부를 갖는 원통형 또는 환형을 갖고, 여기서 단부 전극(24,26)은 도전층(38,40)에 각각 부착된다. 본 실시예에서 커패시터 바디(22)는 원통형 구멍(45)을 형성한다.

어떤 경우에, 원통형 또는 환형 커패시터 바디는 중심점(49)으로부터 연장되 는 반경(47)에 의해 형성되는 일반 원형 단부 전극(24,26)을 갖는다. 원형 갭(37)은 커패시터 바디(22)와 함께 사용될 수 있으며, 여기서 원형 갭은 중심점(53)으로부터 연장되는 반경(51)에 의해 형성된다. 이 경우에, 중심점(53)은 중심점(49)과 다른 위치에서 존재할 수 있으므로, 원형 갭(37)은 일반적으로 원형 단부 전극(24)과 동심에 있지 않다. 원형 갭(37)의 비동심적 성질은 어떠한 실제적인 길이에 대해 갭이 도전층(38 또는 40)과 동선 상에 놓이는 것을 방지하고, 이는 전류가 단부 전극(24 또는 26)에 도달하기 전에 도전층(38 또는 40)의 길이를 따라 흘러야 하는 거리를 형성한다.

본 실시예의 원통형 커패시터 바디(22)의 경우에, 바디는 메탈라이즈드 필름의 2 시트(46,48)를 함께 권취함으로써 형성된다. 메탈라이즈드 필름(46,48)은 유전체(42,44)로서 각각 작용하는 필름 부분, 필름 부분 상에 얇은 코팅을 퇴적하고 도전층(38,40)으로서 각각 작용하는 금속층을 갖는다. 일반적으로, 필름 부분은 중합체의 형태이고, 금속은 금속 증기를 응축함으로써 중합체에 퇴적된다. 도전층(38,40) 및 유전체(42,44)의 복수 층은 도2 및 도3에 나타낸 바와 같이 원통형 바디(22)의 단면에 나타내진다. 그러나, 다른 층(38 또는 40)은 각각 시트(46,48)의 추가적인 턴(turn)을 단순히 나타낸다. 도2 및 도3에 나타낸 커패시터 바디(22)는 화살표(54)의 방향으로 반경에서 증가한다.

2개의 시트(46,48)는, 본 실시예에서는 도2 및 도3에 나타낸 바와 같이, 도전층(38)이 시트(46)의 길이방향 엣지(50)로 연장되고 그리고 도전층(40)이 시트(48)의 길이방향 엣지(52)로 연장되는 방식으로 커패시터 바디(22)를 형성하도록 함께 권취된다. 도전층(38)은 길이방향 엣지(50)를 따라 단부 전극(24)의 길이 세그먼트(28)에 접속된다.

커패시터 바디(22)를 원통형 또는 기타 형태로 형성하는 또 다른 방법이 또한 이용될 수 있다. 예를 들면, 도전 재료과 유전체의 별개 층들이 사용될 수 있고, 커패시터 바디는 장방형으로 형성될 수 있다.

단부 전극(24,26)은 단부 분무 금속을 길이방향 엣지(50,52)에 각각 분무함으로써 커패시터 바디(22)에 통상 부착된다. 이 분무 공정에서, 단부 분무 금속은 용융 상태까지 가열되고, 금속 소적(droplets)은 도전층(38,40)에서 각각 접속되는 엣지(50,52)에 퇴적된다. 단부 분무 금속에 사용되는 금속은 주석, 아연, 및/또는 기타 금속을 포함한다. 단부 전극이 충분히 두꺼워질 때까지 단부 분무 금속의 소적은 커패시터 바디(22)에 퇴적된다. 어떤 경우에, 단부 전극이 단부 전극(24,26)의 면(34) 상에 접속점(58)에서 가요성 도전체(56)(도3)의 접속을 견디기에 충분할 정도로 두꺼울 때 충분한 두께가 얻어진다. 일 예로서, 어떤 커패시터에서 분무된 전극의 두께는 통상 0.005∼0.025 인치이다.

어떤 경우에, 단부 전극(24,26)은 분무 공정과 함께 마스크를 사용함으로써 분리 또는 분할된다. 이들의 경우에, 마스크는 분무 공정 동안 커패시터 바디(22)의 길이방향 엣지(50,52)에 대해 상대적으로 마스크를 배치시킨다. 마스크는 단부 전극(24,26)에 갭(36)을 남기는 도전층(38,40)의 길이방향 엣지(50,52)의 도달 부분으로부터 단부 분무 금속의 소적을 차단하는 금속 로드 또는 스포크(spoke)를 가질 수 있다. 세그먼트(28,30)는 마스크가 소적으로 하여금 길이방향 엣지(50,52)와 접속하는 것을 차단하지 않는 단부 분무 금속과 함께 형성된다. 기타 재료과 마스킹 기술은 세그먼트(28,30)과 함께 단부 전극(24,26)을 형성하는 데 사용될 수 있다.

단부 전극이 고체 또는 비분할 피스로서 커패시터 바디(22)에 접속 또는 형성된 후, 세그먼트(28,30)는 단부 전극(24,26)을 톱질하거나(saw) 또는 절단함으로써 형성될 수 있다. 일 예로서, 단부 전극(24,26)에서 갭(36)을 절단하는 데 원형 톱 칼날을 사용하여 세그먼트(28,30)을 형성한다. 적어도 일부 갭(36)이 원형 단부 전극의 반경을 따라 연장되는 배열로 약간의 세그먼트(28,30)를 분할한다. 세그먼트가 단부 전극의 크래킹을 감소하는 한, 다른 세그먼트 패턴이나 배열을 이용할 수도 있다. 세그먼트의 일부 패턴이나 배열은 세그먼트의 다른 패턴이나 배열보다 열 유발 손상을 감소 또는 제거하는 데 더 좋을 수 있다. 이는 적어도 부분적으로 커패시터 바디(22)가 가열될 때 가장 크게 팽창하는 방향에 따라 달라질 수 있다. 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 적당한 방법, 이를테면 마스크를 사용하거나, 톱질하거나 또는 기타 적절한 방법으로 손으로 세그먼트를 형성할 수 있음을 고려해야 한다.

수많은 세그먼트는 어떤 경우에 적어도 부분적으로는 단부 전극(24,26)의 크기를 기본으로 한다. 더 큰 단부 전극은 작은 단부 전극보다 더 많은 세그먼트를 요한다. 통상적으로, 더 많은 세그먼트는 단부 전극의 주어진 크기에 대해 더 적은 세그먼트보다 열 유발 손상 위험을 감소시킨다. 그러나, 가요성 도전체(56)를 더 작은 세그먼트에 부착하기가 더 어렵기 때문에, 단부 전극이 분할될 수 있는 세그 먼트의 수에는 실제적으로 한계가 있다. 일 예로서, 직경 약 10 인치의 단부 전극을 갖는 원통형 또는 환형 커패시터는 각 단부에 12∼24개의 개별 전극 세그먼트를 가질 수 있다. 이들 또는 기타 단부 전극은 다소간의 세그먼트를 가질 수 있고, 단일 커패시터의 각 단부 전극 상에 세그먼트의 수나 배열은 달라질 수 있다.

도3에 나타낸 세그먼트(28,30)는 가요성 도전체(56)과 함께 버스(60,62)에 부착된다. 버스(60,62)는 비교적 견고하고, 도3에 나타낸 가요성 도전체(56)는 버스(60,62)로부터 브레이킹 루스(breaking loose) 없이 서로에 대해 세그먼트를 동작시키는 굽힘 가능한 금속으로 이루어진다. 가요성 도전체(56)는 세그먼트(28)를 버스(60)에 전기적으로 접속하고 세그먼트(30)를 버스(62)에 전기적으로 접속한다. 버스(60,62)는 커패시터(20)를 기타 전기 소자(도시하지 않음)에 터미날로서 기능을 한다.

도4에 나타낸 가요성 도전체(56)는 망상(braided) 와이어로 제조된다. 이 경우에 가요성 도전체(56)는 접속점(58)에서 인접 세그먼트(28)를 서로에 대해 그리고 인접 세그먼트(30)를 서로에 대해 전기적으로 접속한다. 이러한 배열에서, 모든 세그먼트(28)는 서로에 대해 전기적으로 접속하여 단부 전극(24)으로 기능을 하고; 그리고 모든 세그먼트(30)는 서로에 대해 전기적으로 접속하여 단부 전극(26)으로서 기능한다. 가요성 케이블(64,66)은 커패시터(20)의 각 단부 전극(24,26)을 기타 전기 소자에 전기적으로 접속하기 위한 터미날로서 기능한다.

또한, 전기적으로 서로 접속된 모든 세그먼트를 갖는 대신에, 세그먼트(28,30)의 각각은 독립적인 가요성 터미날을 가질 수 있고, 및/또는 세그먼트는 전기적으로 함께 접속되는 그룹으로 결합될 수 있다. 어떤 경우에, 터미날은 함께 커패시터에 외부에서 접속된다. 어떤 경우에, 커패시터는 세그먼트들로 분할된 오직 하나의 단부 전극을 가질 수 있다. 일반적으로, 세그먼트(28,30)의 접속은 다른 세그먼트에 대해 하나의 세그먼트의 동작을 부적절하게 방해하지 않는 가요성을 가져야 한다.

독립적인 가요성 터미날을 각 세그먼트에 접속함으로써 얻어지는 추가적인 장점은, 커패시터의 등가 직렬 인덕턴스(ESL)가 각 세그먼트에 독립적인 터미날을 갖지않는 유사 커패시터보다 감소된다는 것이다. 파워 버스 상에 리플(ripple)을 감소하는 회로의 능력을 개선하기 때문에, ESL의 감소는 중요하다. 각 세그먼트는 별도의 터미날로 파워 버스에 접속될 때, 각 세그먼트는 쿼시-디스크리트(quasi-discrete) 커패시터로서 작동한다. 이는 커패시터의 각 단부 상에 단일 터미날로 단일 연속 단부 전극을 갖는 동일한 커패시터에 비해 커패시터의 모든 ESL을 감소시키게 한다.

1 이상의 단부 전극을 분할하면, 열 유발 손상으로 인해 커패시터가 결함되거나 열화되는 경우를 감소 또는 제거함으로써 커패시터의 신뢰성을 개선한다. CTE 미스매치의 영향은 단부 전극을 손상시키는 힘을 감소하는 세그먼트들로 단부 전극을 분리함으로써 완화된다. 세그먼트는, 커패시터 바디 일부의 팽창 부분이 커패시터 바디의 부분에 접속되지 않는 세그먼트 상에 갖는 영향을 감소 또는 제거한다. 단부 전극을 분할하면 서로에 대해 및/또는 서로 다른 속도로 세그먼트를 동작하도록 하고, 이는 단부 전극의 서로 다른 부분들 사이의 응력을 감소한다. 분할된 단 부 전극은 커패시터 내부 전극층과 외부 접속부 사이의 금속 또는 견고한 계면과 함께 커패시터 상에 사용될 수 있다.

본 명세서에서는, 일예의 실시양태에서 분할된 단부 전극을 갖는 커패시터 및 커패시터의 열 유발 손상을 감소 또는 제거하기 위한 커패시터의 단부 전극을 분할하는 방법을 기술하고 있다.

이상에서, 수많은 예와 실시양태를 설명하였으나, 당해 분야의 기술자는 그를 특정 변형, 치환, 추가 및 조합을 알 수 있을 것이다. 그러므로, 다음의 첨부된 청구범위 및 이하에 도입된 청구범위는 본 발명의 범위 내에서 변형, 치환, 추가 및 조합을 할 수 있다.

증서 A 시작

파워 링 커패시터 세그먼트 단부 분무{Power Ring Capacitor Segmented End Spray}

상세한 설명

발명의 분야

본 발명은 광범위한 온도 범위에 걸쳐 안전성을 향상시키고 또 커패시터의 등가직렬 인덕턴스(equivalent series inductance)를 감소시키기 위한 메탈라이즈드 필름 커패시터에 전기적으로 접속시키는 방법에 관한 것이다.

발명의 요약

본 발명은 2005년 6월 28일 기준으로 출원인이 시중에서 구입할 수 있는 것 으로 알려지지 않은 다음 성능을 갖는 커패시터를 얻게되는 디자인 개념을 개시한다. 대형 직경 메탈라이즈드 필름 커패시터의 경우, 엔드 스프레이(end spray) 금속 및 메탈라이즈드 필름 사이에 미스매치(mismatch)의 실질적인 온도 계수가 존재한다. 이것은 커패시터가 넓은 온도 범위에서 작용할 때 중요한 문제일 수 있다. 온도가 증가함에 따라서 필름은 금속 엔드 스프레이가 팽창하는 것에 비하여 훨씬 더 많이 팽창한다. 온도 계수 미스매치는 내부 자가 가열과 관련하여 더욱 심각한 문제인데, 이는 내부 온도가 엔드 스프레이 금속보다 더 높을 수 있기 때문이다. 이는, 커패시터 온도가 주위 온도의 함수일 때 생길 수 있는 것에 비하여 더 차가운 엔드 스프레이에 대하여 더 많은 필름 팽윤을 의미한다.

본 특허는 엔드 스프레이를 부분 또는 세그먼트로 분리하여 필름과 엔드 스프레이 사이의 상대적 이동의 절대값이, 연속적인 금속 엔드 스프레이가 사용될 때 발견되는 미스매치와 비교하여, 현저히 감소되도록 함으로써 상기 미스매치의 효과를 감소시키는 방법을 개시한다. 이러한 향상은, 그렇지 않은 경우에 비하여 훨씬 더 높은 안전성을 갖는 커패시터를 초래하는데, 이는 엔드 스프레이 금속 및 커패시터 필름 사이의 접촉시 응력이 엔드 스프레이 공정 온도 이상 또는 미만으로 이동함에 따라서 훨씬 많이 감소되기 때문이다.

메탈라이즈드 커패시터 제조는 공지된 종래 기술이다. 메탈라이즈드 필름은 롤로 권취하며, 각 필름 층은 권취된 부분의 한면으로 연장된다. 메탈라이제이션에 대한 접속은 용융 금속 방울을 각 커패시터의 엔드(end)에 스프레이하고, 전기적 터미네이션(termination)을 부착하기에 충분한 두께로 형성하는 것에 의해 제조한 다.

제안된 것은 커패시터 와인딩의 엔드에서 엔드 스프레이 영역을 디스크리트 또는 디스크리트에 가까운 아일랜드(island) 또는 세그먼트로 갈라지는 패턴을 생성하기 위한 마스크, 소우 컷(saw cuts) 또는 기타 수단을 구비한 커패시터 엔드-스프레이 시스템을 고안하는 것이다. 작업 온도 범위에서, 상기 세그먼트는 소정의 위치에서 생기는 절대적 미스매치를 세그먼트에 대해 선택된 크기 및 형상에 따라 다른 일정한 값으로 한정할 것이다. 이러한 패턴은 상기 목적을 달성하는 어떤 것이나 가능하며, 적합한 수의 세그먼트 또는 부분 세그먼트라도 사용될 수 있다. 각 엔드 스프레이 세그먼트는 필름 커패시터 권취에 과도한 부가적 기계적 응력을 부과함없이 팽창 및 접속하도록 하는 방식으로 접속된다. 커패시터는 비제한적으로 각 엔드 스프레이 세그먼트에 대한 터미널을 비롯하여 그의 로딩에 대한 다수의 터미네이션을 가질 것이다. 인접 부분 사이의 상호접속은 (비제한적으로) 망상 와이어, 굽혀진 또는 접혀진 금속 스트립에 의해, 또는 각세그먼트 또는 그룹에 대한 독립적인 전기적 터미네이션과 같은 외부 수단을 통하여 행해질 수 있다. 세그먼트 간의 상호접속은 커패시터에 대한 외부에서 실시될 수 있다.

세그먼트화 패턴 디자인은 상술한 필요한 사항을 만족하는 것이라면 어떤 것이라도 좋다. 이러한 세그먼트화 공정은 커패시터 내부 전극 층 및 외부 접속 사이에 스프레이된 금속 계면을 통하여 접속을 적용하는 커패시터 상에서 사용될 수 있다.

커패시터 엔드 접속을 세그먼트화하는 공정은 2005년 6월 28일 기준으로 출 원인이 시중에서 구입할 수 있는 것으로 공지되어 있지 않다.

상기 기재된 바와 같은 세그먼트화된 엔드 스프레이 금속은 도 1 및 도 2에 도시되어 있다. 도 1은 종래 기술에 공지된 권취된 메탈라이즈드 필름 커패시터의 개략도이다. 이것은 폴리프로필렌과 같은 복수개의 얇은 중합체로 구성되며, 그 위에 있는 얇은 금속 필름은 미리 증착되고 또 패턴화되어 있다. 권취된 실린더의 교대되는 층에 대한 전기적 접촉은 실린더의 2개의 엔드 표면 상에 일반적으로 스프레이된 금속 코팅을 사용하는 것에 의해 실린더의 엔드에서 제조되며, 그에 의해, 권취의 개별 금속 필름 층과 엔드 전극 사이에 긴밀한 전기적 접촉이 이루어진다. 2개의 엔드 스프레이된 전극은 완전한 커패시터의 전기적 터미널을 형성한다. 정상적으로 엔드 스프레이는 가능한 균일한 방식으로 실린더 엔드 상에 증착된다.

도 2는 권취된 필름 커패시터의 2개의 터미네이션을 형성하는 방법을 개시하는 도면이다. 상기 경우에서 커패시터는 그 두께보다 더 큰 직경 및 중공의 중앙 영역을 가지므로, 링-형상의 디바이스(device)를 초래한다. 엔드 스프레이 전극은 실린더의 2개의 대형, 평탄한 표면 상에 증착된다. 각 전극은 복수의 소형 전극 세그먼트에 패터닝된다. 실린더의 한면 상의 세그먼트는 전기적으로 서로 접속되어 단일 커패시터 터미네이션을 형성한다. 실린더의 다른 면 상의 세그먼트는 유사한 방식으로 서로 접속된다. 세그먼트 사이의 기계적 연결은 최소화되어 세그먼트 사이의 기계적 강도를 감소시킨다. 이것은 개별 세그먼트로 하여금 과도한 기계적 응력을 하부 권취 실린더 상에 부과함없이 각각 서로에 대하여 기계적으로 변동(shift)하게 한다.

기재된 발명의 다른 요지는 세그먼트화된 전극에 의해 달성될 수 있는 등가 직렬 인덕턴스(ESL)의 감소이다. 큰 리플 전압(ripple voltage)이 인식가능한 물리적 정도를 갖는 파워 버스(power bus) 상에서 감소되어야 할 때, 바람직한 방법이 전기적으로 병렬로 접속되고 또 물리적으로 파워 버스를 따라 분포된 복수의 개별 커패시터의 사용을 포함하는 것은 당해 분야에서 잘 공지되어 있다. 이것은 완성 회로의 ESL을 감소시키고 또 파워 버스 상의 전압 리플을 감소시키는 회로의 능력을 향상시킨다. 여기에 기재된 세그먼트화된 엔드 전극은 동일 기능을 제공한다. 각 세그먼트는 그와 파워 버스 사이에 접속된 개별 리드(lead)를 갖는다. 이 리드는 특히 디바이스가 온도 주기일 때, 전극 세그먼트에 최소의 기계적 응력을 유도하기 위해 선택된다. 각 세그먼트는 쿼시 디스크리트(quasi-discrete) 커패시터로서 작용하므로 세그먼트화된 전극 커패시터의 전체 ESL은 커패시터의 각 엔드 상에 단일 연속 엔드 전극 및 단일 전기적 리드를 갖는 동일 커패시터의 값에 대하여 감소된다.

본 발명의 일개 이점은 본 발명이 엔드 스프레이 전극과 커패시터의 권취 실린더 바디(body) 사이의 미스매치된 온도 계수로 인하여 가능한 최저 기계적 응력을 제공하는 점이다.

본 발명의 다른 이점은, 엔드 스프레이 및 커패시터 부분의 상대적 이동이 세그먼트화에 의해 최소화되기 때문에, 본 발명이 넓은 범위의 온도 주기가 전형적인 환경인 적용에서 최고의 안전성이 가능한 점이다.

본 발명의 또 다른 이점은 커패시터가 각 세그먼트(또는 세그먼트의 서브-그 룹)로부터 별개의 터미네이션을 갖도록 제조되면, 버스 바이패스 및/또는 에너지 저장 적용에서 극히 낮은 ESL을 갖도록 최적으로 작용할 수 있으므로, 기재된 엔드 스프레이 세그먼트화의 이용없이 오늘날 제조된 커패시터의 ESL을 초과하는 성능을 갖는다.

도면의 간단한 설명

도 1은 종래 발명에 따른 권취된 메탈라이즈드 중합체 필름 커패시터 구조를 도시한다.

도 2는 세그먼트화된 엔드 스프레이 전극을 도시한다.

특허청구의 범위

[청구항 1] 커패시터 바디의 각 엔드에 형성된 복수의 스프레이된 금속 전극 세그먼트를 포함하며, 커패시터 바디의 각 엔드 상의 각 전극 세그먼트는 기계적으로 순응성이고, 전기적으로 도전성인 요소에 의해 커패시터의 동일 엔드 상의 인접 전극 세그먼트에 전기적으로 접속되며, 또 인접 전극 세그먼트 사이의 갭은 넓은 온도 범위에 걸쳐 세그먼트 사이의 간섭을 방지하기에 충분히 넓은 온도 적용에 사용하기에 적합한, 권취된 메탈라이즈드 필름 커패시터의 2개 터미널에 전기적 접속을 만드는 방법.

[청구항 2] 커패시터 바디의 각 엔드에 형성된 복수의 스프레이된 금속 전극 세그먼트를 포함하며, 커패시터 바디의 각 엔드 상의 복수의 전극 각각은 기계적으로 순응성이고 전기적으로 도전성인 요소에 의해 공통 전극에 전기적으로 접속되는, 낮은 등가 직렬을 형성하기 위한 권취된 메탈라이즈드 필름 커패시터의 2개 터 미널에 전기적 접속을 만드는 방법.

요약서

권취된 메탈라이즈드 필름 커패시터에 대한 스프레이된 금속 엔드 접속을 패터닝하는 방법이 기재되어 있다. 패터닝된 엔드 접속은 넓은 작업 온도범위에 걸쳐서 커패시터의 안전성을 향상시키며 또 커패시터의 등가 직렬 인덕턴스를 감소시킨다.

도 1

도 2

증서 A 끝

Claims

제1 및 제2 층 사이에 유전 재료를 사용하여 제1 도전층과 제2 도전층을 서로 간격지게 위치시킴으로써 커패시터 바디를 형성하고, 상기 제1 층은 커패시터 바디의 제1 단부에서 제1 층 길이방향 엣지를 갖고 그리고 제2 층은 상기 커패시터 바디의 반대측 제2 단부에서 제2 층 길이방향 엣지를 갖는 단계;

커패시터 바디의 제1 단부에서 제1층 길이방향 엣지와 접촉하도록 단부 분무 금속을 분무하여 제1 단부 전극을 형성하고, 그리고 커패시터 바디의 제2 단부에서 제2층 길이방향 엣지와 접촉하도록 단부 분무 금속을 분무하여 제2 단부 전극을 형성하고, 단부 분무 금속이 유전재료의 열팽창계수와 서로 다른 열팽창계수를 갖는단계;

제1 단부 전극을 제1 단부에서 제1층 길이방향 엣지의 서로 다른 부분에 전기적으로 각각 접속되는 제1 전극 세그먼트로 분할하고, 제1 전극 세그먼트는 유전 재료로 하여금 열팽창 및 수축하도록 배열됨과 동시에 세그먼트가 제1 단부에서 길이방향 엣지의 서로 다른 부분에 전기적으로 접속된 채 남아있는 단계; 및

제1 전극 세그먼트를 제1 전극 세그먼트와 함께 전기적으로 접속하도록 가요성 도전체와 함께 접속함과 동시에 제1 전극 세그먼트로 하여금 사실상 서로 독립적으로 동작하도록 하고, 커패시터가 접속된 제1 전극 세그먼트와 제2 단부 전극 사이의 커패시스턴스를 나타내는 단계

를 포함하는 열 유발 손상을 억제하는 커패시터의 제조방법.
제1 및 제2 층 사이에 유전 재료를 사용하여 제1 도전층과 제2 도전층을 서로 간격지게 위치시킴으로써 커패시터 바디를 형성하고, 상기 제1 층은 커패시터 바디의 제1 단부에서 제1 층 길이방향 엣지를 갖고 그리고 제2 층은 상기 커패시터 바디의 반대측 제2 단부에서 제2 층 길이방향 엣지를 갖는 단계;

커패시터 바디의 제1 단부에서 제1층 길이방향 엣지와 접촉하도록 단부 분무 금속을 분무하여 제1 단부 전극을 형성하고, 그리고 커패시터 바디의 제2 단부에서 제2층 길이방향 엣지와 접촉하도록 단부 분무 금속을 분무하여 제2 단부 전극을 형성하고, 단부 분무 금속이 유전재료의 열팽창계수와 서로 다른 열팽창계수를 갖는단계;

제1 단부 전극을 제1 단부에서 제1층 길이방향 엣지의 서로 다른 부분에 전기적으로 각각 접속되는 제1 전극 세그먼트로 분할하고, 제1 전극 세그먼트는 유전 재료로 하여금 열팽창 및 수축하도록 배열됨과 동시에 세그먼트가 제1 단부에서 길이방향 엣지의 서로 다른 부분에 전기적으로 접속된 채 남아있고, 제1 단부 전극의 각각의 제1 전극 세그먼트들은 유전 재료가 열팽창 및 수축할 때 동작하도록 되는 단계; 및

제1 전극 세그먼트를 제1 전극 세그먼트와 함께 전기적으로 접속하도록 가요성 도전체와 함께 접속함과 동시에 제1 전극 세그먼트로 하여금 사실상 서로 독립적으로 동작하도록 하고, 커패시터가 접속된 제1 전극 세그먼트와 제2 단부 전극 사이의 커패시스턴스를 나타내는 단계

를 포함하는 열 유발 손상을 억제하는 커패시터의 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 단부 전극을 제2 단부에서 제2층 길이방향 엣지의 서로 다른 부분에 전기적으로 각각 접속되는 제2 전극 세그먼트로 분할하여 유전 재료로 하여금 열팽창 및 수축하게 함과 동시에 제2 단부 세그먼크가 제2 층 길이방향 엣지에 접속된 채 남아있는 단계; 및

제2 전극 세그먼트를 제2 전극 세그먼트와 함께 전기적으로 접속하도록 가요성 도전체와 함께 접속함과 동시에 제2 전극 세그먼트로 하여금 사실상 서로 독립적으로 동작하도록 하고, 커패시터가 접속된 제1 전극 세그먼트와 제2 전극 세그먼트 사이의 상기 커패시스턴스를 나타내는 단계를 더 포함하는, 열 유발 손상을 억제하는 커패시터의 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 메탈라이즈드 중합체 필름이 도전층과 유전체를 형성하는 데 사용되는, 열 유발 손상을 억제하는 커패시터의 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 단부 전극이 제1 단부 전극을 톱질함으로써 제1 전극 세그먼트로 분할되는, 열 유발 손상을 억제하는 커패시터의 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 단부 전극이 단부 분무 금속을 제1층 길이방향 에지와 접속하도록 분무하기 전에 커패시터 바디의 제1 단부를 마스킹함으로써 제1 전극 세그먼트로 분할되는, 열 유발 손상을 억제하는 커패시터의 제조방법.
제6항에 있어서, 제1 단부가 금속 로드를 포함하는 금속 마스크로 마스킹되는, 열 유발 손상을 억제하는 커패시터의 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 단부 전극이 제1 중심점으로부터 연장되는 제1 반경에 의해 한정되는 일반 원형을 갖고, 그리고 제1 전극 세그먼트가 제2 중심점으로부터 연장되는 제2 반경에 의해 한정되는 세그먼트 원형을 포함하고, 제1 및 제2 중심점이 서로 다른 위치에 있는, 열 유발 손상을 억제하는 커패시터의 제조방법.
서로 전기적으로 분리되는 메탈라이즈드 필름의 층으로 이루어진 제1 및 제2 내부 전극의 배열을 갖고, 제1 내부 전극이 제1 단부에서 제1 단부 전극에 전기적으로 접속되고, 제2 내부 전극이 제2 단부에서 제2 단부 전극에 전기적으로 접속되고, 제1 및 제2 단부 전극들이 사실상 견고하고, 메탈라이즈드 필름의 열팽창계수와 서로 다른 열팽창계수를 갖는, 메탈라이즈드 필름 커패시터의 열 유발 손상을 감소하기 위한 방법으로서, 단부 전극들을 전극 세그먼트로 분할하여 메탈라이즈드 필름으로 하여금 열적으로 팽창 및 수축되게 함과 동시에, 제1 내부 전극이 제1 단부 전극에 전기적으로 접속된 채 남아있고, 그리고 제2 내부 전극이 제2 단부 전극에 전기적으로 접속된 채 남아있게 하는 단계를 포함하는, 메탈라이즈드 필름 커패시터의 열 유발 손상을 감소하기 위한 방법.
서로 전기적으로 분리되는 메탈라이즈드 필름의 층으로 이루어진 제1 및 제2 내부 전극의 배열을 갖고, 제1 내부 전극이 제1 단부에서 제1 단부 전극에 전기적으로 접속되고, 제2 내부 전극이 제2 단부에서 제2 단부 전극에 전기적으로 접속되고, 제1 및 제2 단부 전극들이 사실상 견고하고, 메탈라이즈드 필름의 열팽창계수와 서로 다른 열팽창계수를 갖는, 메탈라이즈드 필름 커패시터의 열 유발 손상을 감소하기 위한 방법으로서, 단부 전극들을 전극 세그먼트로 분할하여 메탈라이즈드 필름으로 하여금 열적으로 팽창 및 수축되게 함과 동시에, 제1 내부 전극이 제1 단부 전극에 전기적으로 접속된 채 남아있고, 제2 내부 전극이 제2 단부 전극에 전기적으로 접속된 채 남아있게 하는 단계, 및 단부 전극들의 각각의 전극 세그먼트들은 메탈라이즈드 필름이 열적으로 팽창 및 수축할 때 동작하도록 되는 단계를 포함하는 메탈라이즈드 필름 커패시터의 열 유발 손상을 감소하기 위한 방법.
제9항 또는 제10항에 있어서, 단부 전극이 용융 상태에서 내부 전극 상에 분무한 후 단부 전극을 톱질함으로써 단부 전극을 세그먼트로 분할되는, 메탈라이즈드 필름 커패시터의 열 유발 손상을 감소하기 위한 방법.
제9항 또는 제10항에 있어서, 단부 전극이 내부 전극의 단부를 마스킹한 후, 단부 전극을 단부 상에서 내부 전극과 접속되도록 분무함으로써 전극 세그먼트로 분할되는, 메탈라이즈드 필름 커패시터의 열 유발 손상을 감소하기 위한 방법.
제12항에 있어서, 세그먼트가 금속 로드를 포함하는 금속 마스크로 마스킹되는, 메탈라이즈드 필름 커패시터의 열 유발 손상을 감소하기 위한 방법.
제9항 또는 제10항에 있어서, 한 단부의 전극 세그먼트들을 서로 전기적으로 접속하고, 그리고 다른 쪽 단부의 전극 세그먼트들을 서로 전기적으로 접속하고, 한쪽 단부의 전극 세그먼트들이 다른 쪽 단부의 전극 세그먼트로부터 전기적으로 분리되는 공정을 더 포함하는, 메탈라이즈드 필름 커패시터의 열 유발 손상을 감소하기 위한 방법.
제9항 또는 제10항에 있어서, 메탈라이즈드 필름이 메탈라이즈드 필름을 일반 원통형으로 권취함으로써 교대층으로 배열되는, 메탈라이즈드 필름 커패시터의 열 유발 손상을 감소하기 위한 방법.
열적으로 팽창 및 수축하는 유전체를 갖는 권취된 메탈라이즈드 필름에 접속된 금속 단부 전극을 갖는 커패시터의 제조방법에 있어서, 열팽창 및 수축에 대응하여 메탈라이즈드 필름에 접속된 채로 있는 동안 사실상 서로 독립적으로 동작할 수 있는 복수의 전극 세그먼트로 단부 전극들 각각을 분할하는 공정을 포함하는 커패시터의 제조방법.
열적으로 팽창 및 수축하는 유전체를 갖는 권취된 메탈라이즈드 필름에 접속된 금속 단부 전극을 갖는 커패시터의 제조방법에 있어서, 열팽창 및 수축에 대응하여 메탈라이즈드 필름에 접속된 채로 있는 동안 사실상 서로 독립적으로 동작할 수 있는 복수의 전극 세그먼트로 단부 전극들 각각을 분할하는 공정을 포함하고, 단부 전극들의 복수의 전극 세그먼트들 각각은 유전체가 열적으로 팽창 및 수축하는 동안 동작하도록 되는 커패시터의 제조방법.
제16항 또는 제17항에 있어서, 각 단부 전극의 전극 세그먼트를 1 이상의 가요성 전기적 커넥터와 전기적으로 접속하는 공정을 더 포함하는, 열적으로 팽창 및 수축하는 유전체를 갖는 권취된 메탈라이즈드 필름에 접속된 금속 단부 전극을 갖는 커패시터의 제조방법.
제16항 또는 제17항에 있어서, 전극 세그먼트가 1 이상의 망상 케이블 전기 커넥터를 사용하여 서로 전기적으로 접속되는, 열적으로 팽창 및 수축하는 유전체를 갖는 권취된 메탈라이즈드 필름에 접속된 금속 단부 전극을 갖는 커패시터의 제조방법.
제1항 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 단부 전극들이 커터 팁을 사용하여 분할되는, 열 유발 손상을 억제하는 커패시터의 제조방법.
제16항 또는 제17항에 있어서, 금속 단부 전극들이 제1 중심점으로부터 연장되는 제1 반경에 의해 한정되는 일반 원형을 갖고, 그리고 세그먼트가 제2 중심점으로부터 연장되는 제2 반경에 의해 한정되는 세그먼트 원형을 포함하고, 제1 및 제2 중심점이 서로 다른 위치에 있는, 열적으로 팽창 및 수축하는 유전체를 갖는 권취된 메탈라이즈드 필름에 접속된 금속 단부 전극을 갖는 커패시터의 제조방법.
제1층 길이방향 엣지를 갖는 제1 도전층;

제2층 길이방향 엣지를 갖고, 제1 및 제2 도전층이 서로 떨어져 있도록 배열되는 제2 도전층;

제1 및 제2 도전층 사이에 위치한 유전 재료;

제1층 길이방향 엣지와 전기적으로 접속되는 제1 단부 전극; 및

제2층 길이방향 엣지와 전기적으로 접속되고, 제2 단부 전극이 제2층 길이방향 엣지의 서로 다른 부분에 각각 접속되는 복수의 전극 세그먼트로 분할되고, 전극 세그먼트가 제2층 길이방향 엣지에 접속된 채 남아있는 동안 유전 재료가 열적으로 팽창 및 수축될 수 있고, 그리고 커패시터가 각 전극 세그먼트와 제1 단부 전극 사이의 커패시턴스를 나타내는 제2 단부 전극을 포함하는 커패시터.
제1층 길이방향 엣지를 갖는 제1 도전층;

제2층 길이방향 엣지를 갖고, 제1 및 제2 도전층이 서로 떨어져 있도록 배열되는 제2 도전층;

제1 및 제2 도전층 사이에 위치한 유전 재료;

제1층 길이방향 엣지와 전기적으로 접속되는 제1 단부 전극; 및

제2층 길이방향 엣지와 전기적으로 접속되고, 제2 단부 전극이 제2층 길이방향 엣지의 서로 다른 부분에 각각 접속되는 복수의 전극 세그먼트로 분할되고, 전극 세그먼트가 제2층 길이방향 엣지에 접속된 채 남아있는 동안 유전 재료가 열적으로 팽창 및 수축될 수 있고, 그리고 커패시터가 각 전극 세그먼트와 제1 단부 전극 사이의 커패시턴스를 나타내는 제2 단부 전극을 포함하며, 제2 단부 전극의 복수의 전극 세그먼트들의 각각은 유전 재료가 열적으로 팽창 및 수축할 때 동작하도록 되는 커패시터.
제22항 또는 제23항에 있어서, 상기 전극 세그먼트가 제2 전극 세그먼트이고, 제1 단부 전극이 제1층 길이방향 엣지의 서로 다른 부분에 각각 접속되는 복수의 제1 전극 세그먼트로 분할되고, 제2 전극 세그먼트가 제1층 길이방향 엣지에 접속된 채 남아있는 동안 유전 재료가 열적으로 팽창 및 수축될 수 있는 커패시터.
제22항 또는 제23항에 있어서, 제1 및 제2 도전층이 일반 원통형으로 함께 권취되는 메탈라이즈드 중합체의 단일 시트의 각 부분인 커패시터.
제25항에 있어서, 제2 단부 전극이 일반 원형을 포함하고, 세그먼트가 적어도 부분적으로 원형의 반경을 걸쳐 위치하는 갭에 의해 한정되는 커패시터.
제25항에 있어서, 제2 단부 전극이 일반 원형을 포함하고, 전극 세그먼트의 수가 원형의 반경을 기본으로 하는 커패시터.
제27항에 있어서, 제2 단부 전극의 원형이 약 10인치의 직경을 갖고, 그리고 전극 세그먼트의 수가 12∼24의 범위에 있는 커패시터.
제22항 또는 제23항에 있어서, 전극 세그먼트의 수가 제2 단부 전극의 크기를 기본으로 하는 커패시터.
제22항 또는 제23항에 있어서, 전극 세그먼트가 제2 단부 전극의 열 유발 크래킹에 대한 내성을 최적화하는 방법으로 분할되는 커패시터.
제22항 또는 제23에 있어서, 적어도 2개의 전극 세그먼트가 가요성 도전체와 함께 접속되는 커패시터.
제31항에 있어서, 가요성 도전체가 망상 와이어 또는 금속 스트립인 커패시터.
제22항 또는 제23항에 있어서, 각 전극 세그먼트가 별도의 전기 터미날에 접속되는 커패시터.
제22항 또는 제23항에 있어서, 제2 단부 전극이 제1 중심점으로부터 연장되는 제1 반경에 의해 한정되는 일반 원형을 갖고, 그리고 전극 세그먼트가 제2 중심점으로부터 연장되는 제2 반경에 의해 한정되는 세그먼트 원형을 포함하고, 제1 및 제2 중심점이 서로 다른 위치에 있는 커패시터.
제22항 또는 제23항에 있어서, 적어도 하나의 특정 전극 세그먼트가 부분적으로 특정 전극 세그먼트를 가로질러 연장되는 갭을 포함하는 커패시터.