KR101573247B1

KR101573247B1 - 3단식 커패시터용 증착 필름

Info

Publication number: KR101573247B1
Application number: KR1020140150836A
Authority: KR
Inventors: 박대진; 전용원; 한기주; 박진아
Original assignee: 주식회사 뉴인텍
Priority date: 2014-11-03
Filing date: 2014-11-03
Publication date: 2015-12-02
Also published as: WO2016072671A1; CN105118669A; CN205335083U

Abstract

금속이 증착되고 2매 1조로 대향되게 겹쳐서 이루어지는 커패시터용 증착 필름에 있어서, 유전체(1)의 폭방향 일측단(1a)에 커패시터의 메탈리콘과 통전하는 메탈리콘 접촉부(10)가 금속 증착으로 형성되고, 상기 유전체(1)의 폭방향 타측단(1b)에 금속이 증착되지 않은 마진부(20)가 형성되고, 상기 메탈리콘 접촉부(10)와 마진부(20) 사이에 금속이 증착되어 작동영역(A)이 형성되되, 상기 작동 영역(A)은 상기 메탈리콘 접촉부(10)로부터 마진부(20)로 갈수록 증착 두께가 점점 얇아지는 다단 형상으로 증착되는 것을 특징으로 하는 다단식 커패시터용 증착 필름.

Description

3단식 커패시터용 증착 필름 {Vacuum Metallizing Coating Film }

본 발명은 다단식 커패시터용 증착 필름 및 커패시터에 관한 것이다.

Non Pattern 증착필름의 경우 통상 증착저항을 증착하여 사용했으나 필름 유전체에 Weak Point가 있을 때 순간적으로 PN극간 쇼트가 발생하면서 증착된 금속이 탄화되면서 없어지고 절연이 회복되어 커패시터 기능을 계속 유지하는 기능을 Self Healing(자기회복)이라고 한다. 자기회복된 부분이 매우 작아서 용량이 거의 감소하지 않는 장점이 있으나 Weak Point에서 자기회복되지 않으면 PN극간에 절연력이 떨어져 내압불량이 발생하는 단점이 있었다. 도 1은 자기회복 현상(Self Healing)의 개념을 설명하여 주는 도면이다. 오른쪽의 흰색 부분이 탄화되어 비전도성을 띠는 부분이며 대향되는 부분에서 탄화되면 그 영역에 자기 회복(주변과 절연)이 이루어져 비활동 영역이 된다.

Non Pattern 증착필름의 커패시터는 자기회복이 되지 않으면 내압 불량이 발생하여 2차적인 재해가 발생하는 문제점을 해결하기 위해서 아래와 같은 보안장치를 내장하였다. 필름 커패시터는 자기회복 현상이 발생시 자기회복되지 않으면 절연력이 떨어지면서 PN극간에 쇼트되면서 필름이 용융되면서 내부에 가스 압력이 발생하여 압력퓨즈(보안장치)가 오픈되도록 설치하여 2차적인 재해를 방지하였다. 이 방법은 성능은 우수하지만 압력 퓨즈를 내장하는데 공간이 필요하고 사이즈가 커지고 단가가 상승하는 단점이 있다. 관련 특허로서 본 출원인의 공개특허 10-2011-0087853가 있다.

증착 필름의 경우 증착 저항이 낮으면 Weak Point에서 자기회복 현상이 발생시 더 많은 에너지가 필요하고 큰 에너지는 자기회복시 커패시터에 데미지가 커서 반복 현상이 발생시 내압 불량이 발생하는 단점이 있으나, 증착저항이 낮으면 증착 금속이 산화되지 않는 장점이 있다. 반면에 증착저항이 높으면 자기회복성이 우수하고 Weak Point에서 자기회복시 커패시터에 데미지가 약해서 커패시터 내구성 수명이 길어진 장점이 있으나, 증착저항이 높은 증착 필름 취급시 외부 습기에 노출되거나 장시간 보관시 증착저항이 산화되어 커패시터 내구성이 저하되는 문제점이 있다. 본 발명은 다단식으로 구현하여 저항이 높을 때(두께가 얇을때)의 장점인 자기 회복 우수성과 저항이 낮을 때의 발열량 감소 및 산화현상 감소의 장점을 취한 다단식 커패시터용 증착 필름 및 커패시터를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 패턴 필름을 사용하지 않고 자기회복성이 우수하게 하면서, 동시에 커패시터의 온도 상승을 줄일 수 있으며, 자기회복성 증가와 반비례하는 증착 필름 취급시 증착저항이 산화에 의한 커패시터 내구성이 저하를 줄일수 있는 다단식 커패시터용 증착 필름 및 커패시터를 제공하기 위함이다.

본 발명은, 종래의 Pattern Film Capacitor가 자재비 및 사이즈가 4 ~ 10% 더 소요되고 커지는 단점과, 종래의 Non Pattern Film Capacitor는 Self Healing이 되지 않으면 내압 불량이 발생하고 2차적인 재해를 방지하기 위해서 보안장치를 내장하므로 자재비 상승 및 사이즈가 커지는 문제점을 모두 해결하는데 주안점을 두고 개발하게 되었다.

금속이 증착되고 2매 1조로 대향되게 겹쳐서 이루어지는 커패시터용 증착 필름에 있어서,

유전체(1)의 폭방향 일측단(1a)에 커패시터의 버스바와 통전하는 메탈리콘 접촉부(10)가 금속 증착으로 형성되고, 상기 유전체(1)의 폭방향 타측단(1b)에 금속이 증착되지 않은 마진부(20)가 형성되고,

상기 메탈리콘 접촉부(10)와 마진부(20) 사이에 금속이 증착되어 작동영역(A)이 형성되되,

상기 작동 영역(A)은 상기 메탈리콘 접촉부(10)로부터 마진부(20)로 갈수록 증착 두께가 점점 얇아지는 다단 형상으로 증착되는 것을 특징으로 하는 다단식 커패시터용 증착 필름.

본 발명에 따르는 경우, 증착 필름을 다단식으로 구현하여 저항이 높을 때(두께가 얇을때)의 장점인 자기 회복 우수성과, 저항이 낮을 때의 발열량 감소 및 산화현상 감소의 장점을 선택적으로 취한 다단식 커패시터용 증착 필름 및 커패시터가 제공된다.

본 발명에 따르는 경우, 패턴 필름을 사용하지 않고 얇은 구조의 제2 작동영역(40)에 의해 자기회복성을 우수하게 하면서, 동시에 상대적으로 두껍고 저항인 제1 작동영역(30)에 의해 커패시터의 온도 상승을 줄일 수 있으며, 자기회복성 증가와 반비례하는 증착 필름 취급시 증착부의 산화에 의한 커패시터 내구성이 저하를 줄일 수 있는 다단식 커패시터용 증착 필름 및 커패시터가 제공된다.

본 발명에 따르는 경우, 종래의 Pattern Film Capacitor가 자재비 및 사이즈가 4 ~ 10% 더 소요되고 커지는 단점과, 종래의 Non Pattern Film Capacitor는 Self Healing이 되지 않으면 내압 불량이 발생하고 2차적인 재해를 방지하기 위해서 보안장치를 내장하므로 자재비 상승 및 사이즈가 커지는 문제점을 모두 해결한 다단식 커패시터용 증착 필름 및 커패시터가 제공된다.

본 기술은 하이브리드 자동차, 전기자동차, 수소연료전지 자동차 플러그인 전기자동차 등 인버터용 필름 커패시터에 적용되지만 일반 산업용으로 기술을 응용하여 사용할 수 있다. 종래 기술은 자기 회복성 증가를 위하여 금속증착 저항이 높이는 경우, 외부 습기에 노출되거나 장기간 보관시 금속 증착저항이 산화되면서 저항 값이 상승하는 문제점이 있었는데 본 기술의 경우 금속증착시 증착금속이 플라스틱 필름에 잘 접착되어 종래의 습기 및 장시간 보관시 산화되는 현상을 개선하였다.

종래 기술은 금속증착 저항이 높아지면서 외부 습기에 노출되거나 장기간 보관시 금속 증착저항이 산화되면 문제점이 있었는데 진공 증착 후 증착금속 코팅된 부분에 오일을 코팅하면 진공 증착 후 증착금속 코팅된 부분에 미량의 오일을 코팅하면 플라스틱 필름에 금속증착된 금속이 습기 및 장시간 보관시 산화되는 현상을 개선하였다. 특히, Zn 증착시 사용하면 금속증착 저항 산화를 현격히 감소시키는 효과가 두드러졌다. 또한, 증착 금속 증착된 부분에 오일을 균일하게 코팅이 가능해지고증착된 금속막에 오일에 코팅되어 있어서 습기와 반응이 최소화하여 증착금속을 산화시키는 문제점을 개선하였다.

도 1은 자기회복 현상(Self Healing) 개념 설명도.
도 2는 종래 기술에 의한 증착필름 구성도.
도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 다단식(2단) 커패시터용 증착 필름 단면도, 평면도.
도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 다단식(3단) 커패시터용 증착 필름 단면도, 평면도.
도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 다단식(3단) 커패시터용 증착 필름 권취 사시도.
도 6은 종래의 패턴 필름 단면도.
도 7은 시험에 사용된 커패시터 구성도.
도 8은 커패시터 수명표.
도 9는 본 발명의 인버터 시스템.

이하에서 본 발명의 일실시예 따른 다단식 커패시터용 증착 필름 및 커패시터에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 2는 종래 기술에 의한 증착필름 구성도, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 다단식 커패시터용 증착 필름 단면도, 평면도, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 다단식 커패시터용 증착 필름 단면도, 평면도, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 다단식 커패시터용 증착 필름 권취 사시도이고, 도 6은 종래의 패턴 필름 단면도이고, 도 7은 시험에 사용된 커패시터 전체 구성도이다. 본 발명에서 메탈리콘 접촉부는 관용어로 Heavy Edge Area 또는 강하부분으로 통용된다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예 따른 다단식 커패시터용 증착 필름은, 금속이 증착되고 2매 1조로 대향되게 겹쳐서 이루어지는 커패시터용 증착 필름에 관한 것이다. 유전체(1)의 폭방향 일측단(1a)에 커패시터의 메탈리콘(용사금속부, 즉 버스바와 유전체의 측면을 매개하는 용사금속부, metalized contact)과 통전하는 메탈리콘 접촉부(10)가 금속 증착으로 형성되고, 상기 유전체(1)의 폭방향 타측단(1b)에 금속이 증착되지 않은 마진부(20)가 형성된다. 메탈리콘 접촉부(10)와 마진부(20) 사이에 금속이 증착되어 작동영역(A)이 형성된다. 작동 영역(A)은 상기 메탈리콘 접촉부(10)로부터 마진부(20)로 갈수록 증착 두께가 점점 얇아지는 다단 형상으로 증착된다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예 따른 다단식 커패시터용 증착 필름은, 유전체(1)의 폭방향 일측단(1a)에 커패시터의 메탈리콘과 통전하는 메탈리콘 접촉부(10)가 금속 증착으로 형성되고, 상기 유전체(1)의 폭방향 타측단(1b)에 금속이 증착되지 않은 마진부(20)가 형성되고, 상기 메탈리콘 접촉부(10)와 마진부(20) 사이에 금속이 증착되어 작동영역(A)이 형성되되, 작동 영역(A)은, 유전체(1)의 폭방향 일측에 위치하고 상기 메탈리콘 접촉부(10)에 인접하는 제1 작동영역(30)과, 유전체(1)의 폭방향 타측에 위치하고 상기 마진부(20)에 인접하는 제2 작동영역(40)으로 구성되고, 제2 작동영역(40)의 증착 두께(t2)는 상기 제1 작동영역(30)의 증착 두께(t1)보다 얇은 것을 특징이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예 따른 다단식 커패시터용 증착 필름에 있어서, 증착 금속은 알루미늄, 아연, 또는 알루미늄과 아연 혼용 금속, 알루미늄과 아연과 구리의 혼용 금속 또는, 알루미늄과 아연과 은 혼용 금속 중에서 선택된 하나이다. 또는 상기 메탈리콘 접촉부(10, 강하부)의 증착 금속은 알루미늄, 아연, 알루미늄과 아연 혼용 금속, 알루미늄과 아연과 구리 혼용 금속, 알루미늄과 아연과 은 혼용 금속, 중에서 선택된 하나이고, 제1 작동영역(30) 및 제2 작동영역(40)의 증착 금속은 알루미늄, 알루미늄과 아연의 혼용 금속, 알루미늄과 아연과 은 혼용된 금속, 중에 선택된 하나이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 메탈리콘 접촉부(10)과 제1 작동영역(30)의 증착 저항은 3±2 Ω/cm²이고, 제2 작동영역(40)의 증착 저항은 40±30 Ω/cm²인 것이 바람직하다. 상부 증착필름(100)의 제1 작동영역(30)과 상기 상부 증착필름(100)과 폭방향으로 대향되게 하부에 위치한 하부 증착필름(200)의 제1 작동영역(30)이 서로 겹치지 않도록 형성되어 미겹침 영역(B)가 형성되어 상기 상부 증착필름(100)의 제1 작동영역(30) 끝단(30a)의 하부에 하부 증착필름(200)의 제2 작동영역(40)이 위치하고, "메탈리콘 접촉부(10)의 폭(W3) + 제1 작동영역(30)의 폭(W1)"은 상기 유전체(1)의 전체폭(W)의 0.2 ~ 0.5 배인 것이 바림직하다. 제1 작동영역(30)의 폭(W1)이 너무 커지는 경우 자기 회복성이 떨어지고, 제2 작동영역(40)의 폭(W2)이 너무 커지는 경우 발열 및 산화가 증가되는 문제점이 발생하기 때문에 상기 범위가 시험결과 적합함을 알 수 있었다.

도 4, 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예 따른 다단식 커패시터용 증착 필름에 있어서, 메탈리콘 접촉부(10)의 증착 두께(t0)는 상기 제1 작동영역(30)의 증착 두께(t1)보다 크고, 제1 작동영역(30)의 증착 두께(t1)는 제2 작동영역(40)는 상기 제2 작동영역(40)의 증착 두께(t2)보다 크고, 메탈리콘 접촉부(10)의 증착 저항은 3±2 Ω/cm²이고, 및 제1 작동영역(30)의 증착 저항은 15±10 Ω/cm²이고, 제2 작동영역(40)의 증착 저항은 40±30 Ω/cm²인 것이 바람직하다. 상기 단위면적당 저항 영역에서 종래 기술과 같은 커패시터 성능을 발휘하면서 발열성 감소 및 자기 회복 특성이 우수하고 실제 양산 가능한 금속 증착 유전체 필름을 제공할 수 있다.

도 4, 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예 따른 다단식 커패시터용 증착 필름에 있어서, 상부 증착필름(100)의 제1 작동영역(30)과 상기 상부 증착필름(100)과 폭방향으로 대향되게 하부에 위치한 하부 증착필름(200)의 제1 작동영역(30)이 서로 겹치지 않도록 형성되어 미겹침 영역(B)가 형성되어 상기 상부 증착필름(100)의 제1 작동영역(30) 끝단(30a)의 하부에 하부 증착필름(200)의 제2 작동영역(40)이 위치하고, 메탈리콘 접촉부(10)의 폭(W3)은 3 ~ 8mm이고, "메탈리콘 접촉부(10)의 폭(W3) + 제1 작동영역(30)의 폭(W1)"은 상기 유전체(1)의 전체폭(W)의 0.2 ~ 0.5 배인 것이 바람직하다.

마진부와 끝에 유전체 필름이 겹치지 않는 부분을 고려할 때 적어도 3mm 이상이 필요하며 8mm 넘는 경우 Heavy Edge Area가 필요 이상으로 커진게 된다. 비율이 0.2 ~ 0.5 배인 경우, 메탈리콘 접촉부(10)의 폭(W3)을 3 ~ 8mm로 하고, 유전체 전체 폭을 50 mm 로 할 때 미겹침 영역(B)의 폭 2 ~ 30mm를 확보할 수 있다. "메탈리콘 접촉부(10)의 폭(W3) + 제1 작동영역(30)의 폭(W1)"은 상기 유전체(1)의 전체폭(W)의 0.3 ~ 0.5 배이고, 유전체 전체폭이 50mm 정도 일때 2 ~ 30mm의 미겹침 영역이 확보된다. 미겹침 영역의 크기가 2mm 이하가 되면 금속 진공증착시 명확한 에지 구분이 생기지 않는 경우 생산시 겹치는 부분이 발생하여 본 발명이 구하는 목적을 달성하지 못하는 영역(자기 회복 특성이 떨어지는 영역)이 생길수 있으며, 미겹침 영역이 너무 넓으면 제2 작동영역(40)이 너부 과대하여 지는 문제점이 있다.

본 발명의 일실시예 따른 다단식 커패시터용 증착 필름에 있어서, 유전체 필름에 증착된 금속이 습기 및 장시간 보관시 산화되는 현상을 개선하기 위해, 금속 진공 증착 후 증착금속 코팅된 부분에 오일이 도포될 수 있으며, 오일은 실리콘계 또는 불소계 오일 중에서 선택된 하나이고, 증착시 증착기 내부에서 오일의 온도를 90~170℃로 가열시 증착 코팅 부분에 균일하게 코팅되어 산화 방지 효과가 크다. 즉, 유전체 필름에 증착된 금속이 습기 및 장시간 보관시 산화되는 현상을 개선하기 위해, 금속 진공 증착 후 증착금속이 코팅된 부분에 오일이 더 코팅되는 것이 바람직하다. 오일은 실리콘계 또는 불소계 오일 중에서 선택된 하나이고, 진공 증착기 내에서 오일 온도를 90~170℃로 가열하여 증발된 오일이 금속 증착부나, 금속 증착부 및 마진부에 코팅되는 것이 바람직하다.

본 발명의 커패시터는 본 발명의 증착필름을 사용하며, 상기 커패시터는 하이브리드 자동차, 전기자동차, 수소연료전지 자동차, 플러그인 전기자동차의 인버터용 필름 커패시터 인 것이 바람직하다. 또는 산업용 인버터로 사용될 수 있다.

도 3 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예 따른 커패시터는 유전체부(110)와 버스바 결합체(140)와 하우징(150)과 모체 고정부(160)로 구성되는 것이 바람직하다. 유전체부(110)는 전술한 커패시터 필름을 사용하고 제1, 제2 메타리콘(111, 112)이 형성된다. 버스바 결합체(140)는 유전체부(110)의 제1 메타리콘(111)과 제1 접촉부(123)을 통해 통전하는 제1 몸체판(121)를 구비한 제1 버스바(120)와, 상기 유전체부(110)의 제2 메타리콘(113)과 제2 접촉부(133)을 통해 통전하는 제2 몸체판(131)를 구비하며 상기 제2 몸체판(131)은 상기 제1 몸체판(121)과 절연지를 사이에 두고 겹쳐지는 제2 버스바(130)로 이루어진다. 하우징(150)은 유전체부(110)와 버스바 결합체(150)를 내장하고 바닥판(151)을 구비한다. 모체 고정부(160)는 하우징(150)의 하부에 외곽으로 돌출되고 체결수단이 관통하는 피고정부(161)이 형성된다.

또한, 유전체부(110)의 상부가 아닌 상기 유전체부(110)의 하부에 상기 버스바 결합체(140)의 제1 몸체판(121)과 제2 몸체판(131)이 위치하고, 하우징(150)의 하부에 위치한 피고정부(161)가 체결수단에 의해 인버터 케이스 바닥에 고정되고, 버스바 결합체(140)에서 발생한 열이 상기 바닥판(151)의 하부와 접면되는 인버터 케이스 바닥면의 저온에 의해 냉각되는 것이 바람직하다.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예 따른 인버터 시스템은 인버터 케이스(200)의 바닥면(210)에 제11항의 자동차 인버터용 커패시터가 상기 하우징(150)의 하부에 위치한 피고정부(161)가 체결수단에 의해 상기 인버터 케이스의 바닥면(210)에 고정되고, 케이스의 바닥면(210)에 인버터용 케이스(200)를 냉각시키기 위해 냉각수단(300)이 구비된다. 버스바 결합체(140)에서 발생한 열이 상기 바닥판(151)의 하부와 접면되는 인버터 케이스의 바닥면(210)으로 전도되어 냉각수단(300)의 저온에 의해 냉각되는 것이 바람직하다.

도 7, 도 9에 도시된 바와 같이, 하우징(150)의 상벽부는 볼록면(151)과 오목홈면(152)을 번갈아 구비하여 상기 유전체부(110) 곡선형 소자 상면과 접촉면적을 크게 하여 방열 기능을 개선하는 것이 바람직하다. 하우징(150)의 하벽부는 하벽면(155)으로 돌출된 돌출턱(156)을 구비하고, 상기 돌출턱(156)의 상부에 상기 버스바 결합체(140)가 탑재되고, 버스바 결합체(140)의 하면과 하우징(150)의 하벽면(155) 사이에 에폭시 절연체가 충진되는 것이 바람직하다. 하우징(150)의 하벽부와 인버터 케이스의 바닥면(210) 사이에 전열성 증대를 위해 금속판(170)이 개재되는 것이 비람직하다. 금속판(170)은 보강대 역할을 겸하며 알루미늄 또는 SUS 등 전도성이 높은 재질을 사용하여 커패시터 하부로부터 열을 전달받아 인버터 케이스 내부면으로 열을 전달한다. 하우징(150)의 하벽부와 인버터 케이스의 내측의 바닥면(210) 사이에 전열성 증대를 위해 써멀패드 또는 써멀 구리스를 개재되는 것이 바람직하다.

이하에서 본 발명 및 비교예에 대한 시험 결과에 대하여 설명한다. 커패시터 온도상승 수식은 다음과 같이 산출할 수 있다.

△T(℃) = I^2 ×ESR (△T = 온도상승분, I = 리플전류, ESR = 직렬등가 저항 ).

커패시터 용량은 다음과 같은 수식에 결정된다. C = ( ε X S ) / d ( C = 커패시터 용량, ε = 유전율, S = PN극 대향면적, d = 유전체 두께).

종래기술, 및 본 발명의 실시예 1, 2 안으로 도 6의 커패시터(버스바가 커패시터 셀 밑면에 배치하고 PN극 버스바를 나란히 겹치고 겹친 사이에 사이T에 절연체를 내장)한 저인덕턴스 커패시터에 적용하여 하이브리드, 전기자동차용 인버터에 내장하여 시험결과 아래와 같은 시험결과를 득하였다. 버스바가 커패시터 셀 밑면에 배치하고 PN극 버스바를 나란히 겹치고 겹친 사이에 절연체 내장한 저인덕턴스 및 냉각 효율 극대한 커패시터이다. 수냉식 또는 공냉식의 경우, 냉각수 또는 차가운 공기가 커패시터 바닥면(인버터 하우징 히트씽크)에 흐르도록 제작할 수 있다. 또한, 커패시터 바닥면 반대편은 소자 내부로부터 열을 흡수하여 외부로 발산 시키는 구조 히트 싱크를 부착할 수 있다. 본 시험결과 냉각수가 직접 흐르도록 하는 것이 가장 효과가 우수하였다.

표 1은 시험조건 : 링크전압 = 650Vdc, 스위칭 주파수 = 16KHz, 리플전류 = 80Arms, 주위온도 = 85℃, 자연 냉각 방식으로 시험한 시험결과를 보여준다. 유전체 증착필름은 서로 다르게 하고 다른 부분은 도 7과 같은 시스템으로 하였다. 온도 측정 지점은 셀 하부, P극 버스바, N극 버스바, Cell Top로 하고 도시된 온도는 Hot Spot(최고 온도 지점)을 기준으로 하였다.

구 분

증착저항 : Ω/cm²

자재비,사이즈

특성,내구성

메탈리콘 접촉부

제1 작동영역

제2 작동영역

자재비

사이즈

ESR

온도상승
(ΔT)
℃

온도상승
(냉각수 미순환)

온도상승
(냉각수 순환)

파괴시험

내구성
시험

열충격
시험

내한성
시험

패턴 필름:도6
비교예

3±2

13±5

-

104%

~110%

1mΩ

6.4

91.4
※기준

81.5

○

◎

실시예 1 :도3

3±2

40±30

100%

0.45
mΩ

2.88

87.8
※A

77.9
※C

◎

실시예 2 :도4

3±2

15±10

40±30

100%

0.5
mΩ

3.2

88.2
※B

78.3
※D

◎

◎(매우 양호) > ○ (양호) > △ (보통) > × (나쁨)

구 분	증착저항 : Ω/cm²			자재비,사이즈		특성,내구성
구 분	메탈리콘 접촉부	제1 작동영역	제2 작동영역	자재비	사이즈	필름 Loss	Size
패턴 필름:도6 비교예	3±2	13±5	-	104% ~110%	104% ~110%	있음 ×	× 커짐
실시예 1 :도3	3±2	3±2	40±20	100%	100%	없슴 ◎	◎
실℃시예 2 :도4	3±2	15±10	40±20	100%	100%	없슴 ◎	◎

◎(매우 양호) > ○ (양호) > △ (보통) > × (나쁨)

비교예 냉각수 미순환(※기준) 대비, 실시예 1, 냉각수 미순환(※A)의 경우 3.6℃ 감소 효과가 있었고, 실시예 1, 냉각수 순환(※A)의 경우 9.9℃ 감소 효과가 있었다.

비교예 냉각수 미순환(※기준) 대비, 실시예 2, 냉각수 미순환(※C)의 경우 3.2℃시 감소 효과가 있었고, 실시예 2, 냉각수 순환(※D)의 경우 9.9℃ 감소 효과가 있었다.

도 8에 도시된 수명표를 따를 때, 기존 직접 냉각 기능이 없는 경우 약 91.4를 95로 가정하고 커패시터 650V에서 사용시 예측 수명은 약 9,000시간이고 커패시터 바닥면을 냉각수가 냉각시 커패시터 온도상승 78.3를 85로 가정하고 커패시터를 650V로 사용시 수명예측은 약 32,000시간으로, 약 23,000시간 더 수명을 연장할 수 있게 되었다.

본 발명은 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명됐지만, 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 이하의 특허청구범위에 의하여 정하여지는 것으로 본 발명과 균등 범위에 속하는 다양한 수정 및 변형을 포함할 것이다.

아래의 특허청구범위에 기재된 도면부호는 단순히 발명의 이해를 보조하기 위한 것으로 권리범위의 해석에 영향을 미치지 아니함을 밝히며 기재된 도면부호에 의해 권리범위가 좁게 해석되어서는 안될 것이다.

1 : 유전체 1a : 일측단
1b : 타측단 10 : 메탈리콘 접촉부
20 : 마진부 30 : 제1 작동영역
30a : 끝단 40 : 제2 작동영역
100 : 상부 증착필름 200 : 하부 증착필름
A : 작동영역 B : 미겹침 영역
t : 증착 두께 W : 전체폭

Claims

금속이 증착되고 2매 1조로 대향되게 겹쳐서 이루어지는 커패시터용 증착 필름에 있어서,
유전체(1)의 폭방향 일측단(1a)에 커패시터의 메탈리콘과 통전하는 메탈리콘 접촉부(10)가 금속 증착으로 형성되고, 상기 유전체(1)의 폭방향 타측단(1b)에 금속이 증착되지 않은 마진부(20)가 형성되고, 상기 메탈리콘 접촉부(10)와 마진부(20) 사이에 금속이 증착되어 작동영역(A)이 형성되되,
상기 작동 영역(A)은, 유전체(1)의 폭방향 일측에 위치하고 상기 메탈리콘 접촉부(10)에 인접하는 제1 작동영역(30)과,
유전체(1)의 폭방향 타측에 위치하고 상기 마진부(20)에 인접하는 제2 작동영역(40)으로 구성되고,
상기 제2 작동영역(40)의 증착 두께(t2)는 상기 제1 작동영역(30)의 증착 두께(t1)보다 얇게 구성되되,

상기 메탈리콘 접촉부(10)의 증착 두께(t0)는 상기 제1 작동영역(30)의 증착 두께(t1)보다 두껍고,
상기 제1 작동영역(30)의 증착 두께(t1)는 제2 작동영역(40)는 상기 제2 작동영역(40)의 증착 두께(t2)보다 두껍고,

상부 증착필름(100)의 제1 작동영역(30)과 상기 상부 증착필름(100)과 폭방향으로 대향되게 하부에 위치한 하부 증착필름(200)의 제1 작동영역(30)이 서로 겹치지 않도록 형성되어 미겹침 영역(B)가 형성되어 상기 상부 증착필름(100)의 제1 작동영역(30) 끝단(30a)의 하부에 하부 증착필름(200)의 제2 작동영역(40)이 위치하는 것을 특징으로 하는 3단식 커패시터용 증착 필름.
제1항에 있어서,
상기 메탈리콘 접촉부(10)의 증착 저항은 3±2 Ω/cm²이고,
및 제1 작동영역(30)의 증착 저항은 15±10 Ω/cm²이고,
상기 제2 작동영역(40)의 증착 저항은 40±30 Ω/cm²이고,

"메탈리콘 접촉부(10)의 폭(W3) + 제1 작동영역(30)의 폭(W1)"은 상기 유전체(1)의 전체폭(W)의 0.2 ~ 0.5 배인 것을 특징으로 하는 3단식 커패시터용 증착 필름.
제2항에 있어서,
상기 메탈리콘 접촉부(10, 강하부)의 증착 금속은 알루미늄, 아연, 알루미늄과 아연 혼용 금속, 알루미늄과 아연과 구리 혼용 금속, 알루미늄과 아연과 은 혼용 금속, 중에서 선택된 하나이고,
상기 제1 작동영역(30) 및 제2 작동영역(40)의 증착 금속은 알루미늄, 알루미늄과 아연의 혼용 금속, 알루미늄과 아연과 은 혼용된 금속, 중에 선택된 하나이고,

상기 미겹침 영역(B)의 폭은 2 ~ 30mm 인 것을 특징으로 하는 3단식 커패시터용 증착 필름.
제3항에 있어서,
유전체 필름에 증착된 금속이 습기 및 장시간 보관시 산화되는 현상을 개선하기 위해,
금속 진공 증착 후 증착금속이 코팅된 부분에 오일이 더 코팅되는 것을 특징으로 하는 3단식 커패시터용 증착 필름.
제4항에 있어서,
상기 오일은 실리콘계 또는 불소계 오일 중에서 선택된 하나이고,
진공 증착기 내에서 오일 온도를 90~170℃로 가열하여 증발된 오일이 금속 증착부나, 금속 증착부 및 마진부에 코팅되는 것을 특징으로 하는 3단식 커패시터용 증착 필름.
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