KR102140114B1 - 전기자동차의 구동모터에 사용되는 필름콘덴서용 금속증착필름 - Google Patents
전기자동차의 구동모터에 사용되는 필름콘덴서용 금속증착필름 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102140114B1 KR102140114B1 KR1020180129507A KR20180129507A KR102140114B1 KR 102140114 B1 KR102140114 B1 KR 102140114B1 KR 1020180129507 A KR1020180129507 A KR 1020180129507A KR 20180129507 A KR20180129507 A KR 20180129507A KR 102140114 B1 KR102140114 B1 KR 102140114B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- film
- layer
- electric vehicle
- weight
- metal deposition
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 claims abstract description 15
- 239000004640 Melamine resin Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910000611 Zinc aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 8
- HXFVOUUOTHJFPX-UHFFFAOYSA-N alumane;zinc Chemical compound [AlH3].[Zn] HXFVOUUOTHJFPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 75
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 31
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 17
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 8
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 8
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 6
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 6
- 229920001875 Ebonite Polymers 0.000 claims description 5
- ZCUJYXPAKHMBAZ-UHFFFAOYSA-N 2-phenyl-1h-imidazole Chemical compound C1=CNC(C=2C=CC=CC=2)=N1 ZCUJYXPAKHMBAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N Isoprene Chemical compound CC(=C)C=C RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 4
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 4
- 229920001651 Cyanoacrylate Polymers 0.000 claims description 3
- MWCLLHOVUTZFKS-UHFFFAOYSA-N Methyl cyanoacrylate Chemical compound COC(=O)C(=C)C#N MWCLLHOVUTZFKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000010828 elution Methods 0.000 claims description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract description 23
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 15
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 abstract description 15
- 239000011701 zinc Substances 0.000 abstract description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 9
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 abstract description 9
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 7
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 7
- 239000010408 film Substances 0.000 description 71
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 16
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZAFNJMIOTHYJRJ-UHFFFAOYSA-N Diisopropyl ether Chemical compound CC(C)OC(C)C ZAFNJMIOTHYJRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 239000003985 ceramic capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- NCDMKVXZKAYJND-UHFFFAOYSA-N C(#N)C(C(=O)O)=C.C(#N)OC(C=C)=O Chemical compound C(#N)C(C(=O)O)=C.C(#N)OC(C=C)=O NCDMKVXZKAYJND-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XZMCDFZZKTWFGF-UHFFFAOYSA-N Cyanamide Chemical compound NC#N XZMCDFZZKTWFGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000009172 bursting Effects 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 239000007859 condensation product Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000011038 discontinuous diafiltration by volume reduction Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 150000007530 organic bases Chemical class 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/12—Organic material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
- C23C14/20—Metallic material, boron or silicon on organic substrates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/33—Thin- or thick-film capacitors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
- H02K11/0094—Structural association with other electrical or electronic devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2220/00—Electrical machine types; Structures or applications thereof
- B60L2220/50—Structural details of electrical machines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
- B60Y2200/00—Type of vehicle
- B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
- B60Y2200/91—Electric vehicles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Abstract
본 발명은 전기자동차의 구동모터에 사용되는 필름콘덴서용 금속증착필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 필름콘덴서 제조를 위해 유전체인 필름의 표면에 증착방식으로 아연 또는 아연-알루미늄 합금층을 증착할 때 열경화성재료, 특히 멜라민수지를 진공증착하여 내열성, 내산화성을 개선하고, 고유전율의 열경화성 재료로 인해 콘덴서의 용량도 증가시킴으로써 전기자동차에 들어가는 콘덴서의 소형화를 가능하게 하고, 이를 통해 전기자동차의 경량화에 기여할 수 있도록 개선된 전기자동차의 구동모터에 사용되는 필름콘덴서용 금속증착필름에 관한 것이다.
Description
본 발명은 전기자동차의 구동모터에 사용되는 필름콘덴서용 금속증착필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 필름콘덴서 제조를 위해 유전체인 필름의 표면에 증착방식으로 아연 또는 아연-알루미늄 합금층을 증착할 때 열경화성재료, 특히 멜라민수지를 진공증착하여 내열성, 내산화성을 개선하고, 고유전율의 열경화성 재료로 인해 콘덴서의 용량도 증가시킴으로써 전기자동차에 들어가는 콘덴서의 소형화를 가능하게 하고, 이를 통해 전기자동차의 경량화에 기여할 수 있도록 개선된 전기자동차의 구동모터에 사용되는 필름콘덴서용 금속증착필름에 관한 것이다.
일반적으로, 콘덴서란 전기를 저장할 수 있는 장치로, "축전기"라고 하는데, 이러한 콘덴서의 기본구조는 양 전극 사이에 유전체가 삽입된 구조이다.
그러한 전극으로는 모든 도체가 가능하나 제조공정상 값이 싸고 납땜성 등 가공성이 우수하며 산화가 잘 되지않는 기본적인 특성을 갖추어야 한다.
필름콘덴서의 전극으로는 일반적으로 알루미늄과 아연이 사용되고, 세라믹콘덴서에서는 은, 구리, 니켈, 팔라듐이 사용된다.
그리고, 전해콘덴서에서는 알루미늄, 탄탈륨 등이 사용되고 있다.
한편, 유전체와 전극으로 구성된 기본단위를 소자(Element)라고 하며, 용량을 증가시키기 위하여 소자의 구조를 적층이나 권회형으로 만들고 전자기기에 사용되는 콘덴서는 1개의 소자로 구성되는 제품이 일반적이나 전력용 콘덴서에서는 수십개의 소자를 직, 병렬로 결선하여 필요한 용량으로 구성하고 있다.
단소자 제품의 세라믹 콘덴서 용량단위가 피코파라드인 반면 다소자 제품의 필름콘덴서의 용량단위는 ㎌가 쓰이고 있다.
아울러, 제품을 소형화하기 위하여 유전체와 전극을 일체화시킨 금속증착 필름콘덴서가 일반화되어 있다.
그리고, 콘덴서가 전기를 저장하는 기본원리는 유전체의 분극현상 때문이다. 즉, 무전계 상태에서는 유전체 내부의 전기쌍극자가 무질서하게 분포되어 절연체와 같은 성질을 갖고 있으나 전극에 전압을 가하여 전계가 발생하게 되면 쌍극자가 전계의 방향으로 정렬이 된다. 이런 현상을 분극현상이라고 하며 분극현상이 강할수록(쌍극자 수가 많을수록) 유전률이 높아진다.
분극현상이 발생하게 되면 한쪽 전극에는 플러스(plus) 전하가 반대쪽 전극에는 마이너스(minus) 전하가 밀집하게 되어 전기를 저장할 수 있게 된다.
한편, 필름콘덴서를 구성하는 금속증착필름은 도 1의 예시와 같이, 코팅드럼(100)과 간격을 두고 설치된 마스크(110)로 보트(120)를 통해 가열 증발된 알루미늄 혹은 아연 등의 피증착금속(130)이 상기 코팅드럼(100) 면을 따라 이동하는 베이스필름(150)의 표면에 증착되는 형태로 제조된다.
이때, 상기 금속증착필름은 진공챔버(140) 속에서 일정 진공상태로 유지된 채 증착되는 진공증착방식으로 이루어진다.
이 경우, 교류전원용으로 사용되는 필름콘덴서는 알루미늄과 아연을 통해 전극을 형성하는 형태의 금속증착필름이 개시되어 있는데, 이러한 금속증착필름에서는 도 2의 예시와 같이, 폴리프로필렌을 기재로 하는 베이스필름(150)의 상면을 이온 건(Ion Gun) 방식으로 표면개질하여 부착력을 높인 상태에서 알루미늄증착층(152)을 수 나노미터(nm) 두께로 형성하고, 상기 알루미늄증착층(152) 위에 수십 나노미터(nm)의 아연증착층(154)을 형성하며, 상기 아연증착층(154) 위에 산화에 취약한 아연층 보호 목적으로 오일을 도포하여 오일층(156)을 형성한 구조를 갖는다.
이것은 도전성을 높이면서 박리성을 억제(열접착성을 증대)하기 위해 알루미늄증착층(152)과 아연증착층(154)을 2층 구조로 형성하고 있으며, 오일층(156)은 아연이 산화되는 것을 막기 위한 것이다.
그런데, 이러한 구조는 안정적인 증착구조를 갖출 수 있고 도전성이 좋다는 장점이 있음에도 불구하고, 증착 두께 조절시 저항을 모니터링하면서 하는데 알루미늄증착층(152)과 아연증착층(154)과 같이 층이 2개다 보니 저항 모니터링이 어려워 두께 조절이 어렵다는 한계를 가지고 있다.
또한, 패터닝을 하거나 혹은 부피를 줄이기 위해 프레스를 수행할 필요가 있는데, 이 경우 오일층(156) 때문에 미끄러지면서 프레스 공정 수행이 어렵고, 나아가 오일 때문에 오히려 전기연결성, 즉 접속불량을 야기하는 문제를 파생시키기도 한다.
뿐만 아니라, 금속증착필름은 전기자동차의 구동모터에서도 차륜을 굴려 주는 인버터용 콘덴서에도 사용되는데, 여기에는 고전압고 고전류가 흐르게 된다.
때문에, 주파수특성이 균일해야 하고, 전기손실율도 낮아야 하며, 내열성도 가져야 한다.
예컨대, 순간출발시 혹은 가속시 3.7V 배터리를 직렬연결한 IGBT 증폭 전압 및 전류가 현격히 커지게 되는데, 이 전기적인 충격을 콘덴서가 잡아 주어야 한다.
이를 위해, 종래 구조의 콘덴서용 필름은 충분한 길이를 가져야 하는데, 막이 두꺼운 관계(2층 구조)로 볼륨이 커질 수 밖에 없고, 이것은 결국 콘덴서의 무게를 증대시켜 전기자동차의 경량화를 저해하는 요인이 된다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 필름콘덴서 제조를 위해 유전체인 필름의 표면에 증착방식으로 아연 또는 아연-알루미늄 합금층을 증착할 때 열경화성재료, 특히 멜라민수지를 진공증착하여 내열성, 내산화성을 개선하고, 고유전율의 열경화성 재료로 인해 콘덴서의 용량도 증가시킴으로써 전기자동차에 들어가는 콘덴서의 소형화를 가능하게 하고, 이를 통해 전기자동차의 경량화에 기여할 수 있도록 개선된 전기자동차의 구동모터에 사용되는 필름콘덴서용 금속증착필름을 제공함에 그 주된 목적이 있다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 기재필름(10)과; 상기 기재필름(10)의 하면에 진공증착된 제1베리어층(20)과; 상기 기재필름(10) 위에 박막 증착된 단일의 금속층(30)과; 상기 금속층(30) 위에 진공증착된 제2베리어층(40);을 포함하는 전기자동차의 구동모터에 사용되는 필름콘덴서용 금속증착필름에 있어서;
상기 기재필름(10)은 2.5㎛ 이하의 두께를 갖는 폴리프로필렌 필름 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름이고;
상기 제1,2베리어층(20)은 PET 보다 낮은 굴절율인 1.4를 갖고, 유전율은 6을 유지하여 수분과 산소의 용출을 차단하는 멜라민수지로 이루어진 층이며;
스킨을 형성하는 상기 제2베리어층(20)에는 에보나이트 2.5중량부, 시아노아크릴레이트 1.5중량부, 옥시비스 1.5중량부, 구형실리카 2.5중량부 및 2-페닐이미다졸 2.5중량부가 더 첨가되고;
상기 금속층(30)은 아연-알루미늄 합금 단일층인 것을 특징으로 하는 전기자동차의 구동모터에 사용되는 필름콘덴서용 금속증착필름을 제공한다.
상기 기재필름(10)은 2.5㎛ 이하의 두께를 갖는 폴리프로필렌 필름 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름이고;
상기 제1,2베리어층(20)은 PET 보다 낮은 굴절율인 1.4를 갖고, 유전율은 6을 유지하여 수분과 산소의 용출을 차단하는 멜라민수지로 이루어진 층이며;
스킨을 형성하는 상기 제2베리어층(20)에는 에보나이트 2.5중량부, 시아노아크릴레이트 1.5중량부, 옥시비스 1.5중량부, 구형실리카 2.5중량부 및 2-페닐이미다졸 2.5중량부가 더 첨가되고;
상기 금속층(30)은 아연-알루미늄 합금 단일층인 것을 특징으로 하는 전기자동차의 구동모터에 사용되는 필름콘덴서용 금속증착필름을 제공한다.
삭제
삭제
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 필름콘덴서 제조를 위해 유전체인 필름의 표면에 증착방식으로 아연 또는 아연-알루미늄 합금층을 증착할 때 열경화성재료, 특히 멜라민수지를 진공증착하여 내열성, 내산화성을 개선하는 효과가 있다.
둘째, 고유전율의 열경화성 재료로 인해 콘덴서의 용량도 증가시킴으로써 전기자동차에 들어가는 콘덴서의 소형화를 가능하게 한다.
세째, 소형화에 따라 전기자동차의 경량화에 기여할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 금속증착필름 제조용 증착장치의 요부를 발췌하여 보인 모식도이다.
도 2는 종래 기술에 따라 형성된 금속증착필름의 예시적인 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전기자동차의 구동모터에 사용되는 필름콘덴서용 금속증착필름의 예시적인 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전기자동차의 구동모터에 사용되는 필름콘덴서용 금속증착필름의 다른 예를 보인 예시적인 단면도이다.
도 2는 종래 기술에 따라 형성된 금속증착필름의 예시적인 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전기자동차의 구동모터에 사용되는 필름콘덴서용 금속증착필름의 예시적인 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전기자동차의 구동모터에 사용되는 필름콘덴서용 금속증착필름의 다른 예를 보인 예시적인 단면도이다.
이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전기자동차의 구동모터에 사용되는 필름콘덴서용 금속증착필름은 금속증착층이 2층 구조가 아닌 아연-알루미늄 합금으로 형성된 단일층으로 이루어진다.
보다 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명 일실시예에 따른 금속증착필름은 기재필름(10)과, 상기 기재필름(10) 위에 진공증착된 제1베리어층(20)과, 상기 제1베리어층(20) 위에 박막 증착된 금속층(30)과, 상기 금속층(30) 위에 진공증착된 제2베리어층(40)으로 이루어진다.
이때, 상기 기재필름(10)은 폴리프로필렌 필름 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름이며, 박막 형성을 위해 두께는 2.5㎛ 이하로 유지되어야 한다.
그리고, 상기 제1,2베리어층(20,40)은 이 경우, 상기 베리어층(30)은 열경화성수지로 이루어져야 하며, 가장 바람직한 수지로는 멜라민수지이다.
더구나, 상기 제1,2베리어층(20,40)은 후술되는 금속층(30)이 산화되는 것도 방지하므로 자연스럽게 기존 오일층의 기능도 함께 수행하게 되어 오일층의 존재로 인해 발생하던 문제까지 일소시키는 특장점도 가진다.
특히, 상기 제1,2베리어층(20,40)은 수분차단, 산소차단 특성을 기본적으로 갖추어야 하고, 나아가 내열성과 투명성 및 일정이상의 유전율을 갖추어야 한다.
이를 위해, 본 발명에서 적용하는 멜라민수지는 멜라민과 포름알데히드의 축합(縮合)물의 수지로서 가열하면 녹지 않고 바로 기화되는 특성을 가진 내열성 물질이며, PET 보다 낮은 굴절율(1.4)을 가지고 있어 투명하며, 수분차단 특성과 산소차단 특성이 우수하고, 유전율도 6 정도로 높아 본 발명에 매우 적합한 베리어를 구성한다.
때문에, 상기 멜라민수지는 기존 알루미늄증착층과 오일층이 갖는 특성들을 모두 감당할 수 있게 된다.
더구나, 멜라민은 헤테로고리 모양의 아민으로서 유기염기이며, 사이안아마이드의 삼량체이기 때문에 질량의 66%가 질소로 이루어져 불에도 잘 견디는 성질도 갖는다. 즉, 내화성도 있다.
이와 같이, 상기 제1,2베리어층(20,40)이 산소와 수분을 완벽하게 차단하기 때문에 금속층(30)의 산화를 막아 장수명화는 물론 콘덴싱 효과를 제대로 구현할 수 있다. 이것은 기재필름(10)에 함유되어 있던 산소와 수분이 열을 받아 용출되면서 금속층, 특히 산화가 잘되는 아연을 쉽게 산화시키기 때문인데, 이를 베리어하게 되므로 그러한 현상을 차단할 수 있게 된다.
즉, 멜라민수지에 의헤 베리어가 형성되기 때문에 전기자동차의 구동모터에 사용되는 콘덴서용 금속증착필름 적용시 주파수 특성을 균일하게 유지할 수 있고, 전기손실율을 낮추며, 내열성을 올려 순간출발시 혹은 급가속이나 가속시 전기적인 충격을 충분히 완충시킬 수 있고, 발열에 따른 패턴 터짐 현상도 억제할 수 있게 된다. 이것은 기재필름(10)이 열에 약하기 때문에 제1,2베리어층(20,40)이 이를 보강하는 기능도 하기 때문이다.
무엇보다도, 온도가 올라가면 고열에 의해 패턴이 터지기 때문에 콘덴서의 용량이 떨어지게 되고, 또한 산화될 경우 출력이 떨어져 배터리 수명이 단축되게 되지만, 베리어 효과에 의해 이러한 현상을 방지하므로 배터리의 수명도 연장할 수 있게 된다.
뿐만 아니라, 상기 제1,2베리어층(20,40)도 박막으로 구현할 수 있고, 그로 인해 얻을 수 있는 베리어 효과 때문에 기재필름(10)과, 금속층(30)의 두께를 낮출 수 있는데, 이는 제1,2베리어층(20,40)을 구성하는 멜라민수지가 고유전율 특성도 갖기 때문에 박막이지만 2개의 베리어로 인해 유전율 특성, 즉 전기용량을 증대시킬 수 있으므로 콘덴서 구성시 감는 턴수를 줄일 수 있게 되어 볼륨 축소에 따른 경량화에도 기여한다.
다시 말해, C(전기용량) = ε(유전율) × (전극면적/두께)로 정해지는데, 본 발명의 경우 멜라민수지를 도입하여 유전율을 높일 수 있기 때문에 기존과 동일 용량 설계시 그 만큼 전극면적, 즉 감는 턴수를 줄일 수 있다. 물론, 두께를 더 줄이면 전기용량을 더 늘릴 수도 있다.
때문에, 감는 턴수가 줄어 들면 그 만큼 콘덴서의 볼륨이 작아져 컴팩트화가 가능하고, 그에 따라 무게 절감도 가능하여 전기자동차의 경우 경량화에 기여할 수 있게 된다.
한편, 상기 금속층(30)은 아연-알루미늄 합금 단일층으로 증착 형성된다.
이것은 기존의 2층 구조와는 전혀 다른 구조일 뿐만 아니라, 두께를 현저히 낮출 수 있다.
여기에서, 기존의 알루미늄증착층을 배제시킨 것으로서, 아연을 폴리프로필렌필름 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 중 하나의 기재필름(10)에 직접 증착시키는 것에 의해 폴리프로필렌필름 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트중 하나의 기재필름(10)의 표면만을 개질하여 두 개의 층이 아닌 하나의 층을 코팅함으로써 공정 단순화를 달성할 수 있다.
예컨대, 알루미늄증착층의 주된 역할은 방습성, 가스베리어성 및 보향성, 봉합성(열접착성)을 얻기 위함인 바, 본 발명에서는 기존의 오일층이 아닌 제2베리어층(40)을 아연증착층(20) 상면에 형성함으로써 알루미늄증착층의 존재로 인해 얻을 수 있는 동등한 효과를 얻도록 한 것이다.
이에 더하여, 본 발명에서는 제2베리어층(40)이 스킨을 형성하기 때문에 내스크래치성과 내열성 및 내전압성을 더욱 강화시키기 위해 상기 멜라민수지에 에보나이트 2.5중량부와, 시아노아크릴레이트 1.5중량부와, 옥시비스 1.5중량부와, 구형실리카 2.5중량부 및 2-페닐이미다졸 2.5중량부를 더 첨가할 수 있다.
이때, 상기 에보나이트는 생고무에 유황과 다른 배합물을 첨가하고 가열하여 만든 경질 고무로서 전기의 절연, 즉 내전압성을 강화시키기 위해 첨가된다.
그리고, 상기 시아노아크릴레이트(cyanoacrylate)는 고열팽창을 억제하고 접착고정력을 극대화시키면서 접착 안정성을 강화시키기 위해 첨가된다.
또한, 상기 옥시비스(OXYBIS)는 가교기능을 통해 경화피막을 형성함으로써 내마모성을 강화시키기 위해 첨가되는 것으로 이소프로필에테르(Iso-PropylEther)를 말하고, 상기 구형실리카는 비중차로 인해 조성물내에서 표면으로 부상하여 표면에만 존재하므로 표면에서의 매끄럼성을 유지함은 물론 표면에서의 내스크래치성을 강화시키는 역할을 하게 된다.
아울러, 상기 2-페닐이미다졸은 반응물의 구조적 안정성을 증대시키면서 가열건조시 열수축률이 적어 액의 열안정성을 강화시키고, 특히 도막의 부착력을 증대시키기 위해 첨가된다.
다른 한편, 본 발명에 따른 금속증착필름은 도 4와 같은 형태의 다른 실시예로도 구현될 수 있다.
도 4에 따르면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기자동차의 구동모터에 사용되는 필름콘덴서용 금속증착필름은 기재필름(10)과; 상기 기재필름(10)의 하면에 진공증착된 제1베리어층(20)과; 상기 기재필름(10) 위에 박막 증착된 단일의 금속층(30)과; 상기 금속층(30) 위에 진공증착된 제2베리어층(40);을 포함하는 구조를 가질 수 있다.
이때, 각 층의 재료와 특성 등에 대해서는 앞서 설명한 바와 같기 때문에 중복 설명은 생략한다.
이와 같이, 본 발명은 아주 간단하고 단순해 보이지만, 지금까지 개시되지 못했고, 지금까지 문제로 적체만 되어 왔지 해결하지 못하고 있던 문제를 일소하면서 생산효율, 공정효율, 비용절감 모두를 달성하는 현저한 효과를 제공한다.
10: 기재필름
20: 제1베리어층
30: 금속층
40: 제2베리어층
20: 제1베리어층
30: 금속층
40: 제2베리어층
Claims (3)
- 삭제
- 기재필름(10)과; 상기 기재필름(10)의 하면에 진공증착된 제1베리어층(20)과; 상기 기재필름(10) 위에 박막 증착된 단일의 금속층(30)과; 상기 금속층(30) 위에 진공증착된 제2베리어층(40);을 포함하는 전기자동차의 구동모터에 사용되는 필름콘덴서용 금속증착필름에 있어서;
상기 기재필름(10)은 2.5㎛ 이하의 두께를 갖는 폴리프로필렌 필름 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름이고;
상기 제1,2베리어층(20)은 PET 보다 낮은 굴절율인 1.4를 갖고, 유전율은 6을 유지하여 수분과 산소의 용출을 차단하는 멜라민수지로 이루어진 층이며;
스킨을 형성하는 상기 제2베리어층(20)에는 에보나이트 2.5중량부, 시아노아크릴레이트 1.5중량부, 옥시비스 1.5중량부, 구형실리카 2.5중량부 및 2-페닐이미다졸 2.5중량부가 더 첨가되고;
상기 금속층(30)은 아연-알루미늄 합금 단일층인 것을 특징으로 하는 전기자동차의 구동모터에 사용되는 필름콘덴서용 금속증착필름.
- 삭제
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180129507A KR102140114B1 (ko) | 2018-10-29 | 2018-10-29 | 전기자동차의 구동모터에 사용되는 필름콘덴서용 금속증착필름 |
| PCT/KR2018/013953 WO2020091128A1 (ko) | 2018-10-29 | 2018-11-20 | 전기자동차의 구동모터에 사용되는 필름콘덴서용 금속증착필름 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180129507A KR102140114B1 (ko) | 2018-10-29 | 2018-10-29 | 전기자동차의 구동모터에 사용되는 필름콘덴서용 금속증착필름 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200047966A KR20200047966A (ko) | 2020-05-08 |
| KR102140114B1 true KR102140114B1 (ko) | 2020-07-31 |
Family
ID=70464664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180129507A KR102140114B1 (ko) | 2018-10-29 | 2018-10-29 | 전기자동차의 구동모터에 사용되는 필름콘덴서용 금속증착필름 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102140114B1 (ko) |
| WO (1) | WO2020091128A1 (ko) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111564312B (zh) * | 2020-06-05 | 2021-08-24 | 国家电网有限公司 | 一种耐高温电容器用聚丙烯薄膜及其制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016008323A (ja) | 2014-06-24 | 2016-01-18 | 小島プレス工業株式会社 | ポリユリア膜及びそれを用いたフィルムコンデンサ素子 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1423952A (en) * | 1973-06-26 | 1976-02-04 | Oike & Co | Process for preparing a metallized resin film for condenser element |
| JPS60120511A (ja) * | 1983-12-02 | 1985-06-28 | ユニチカ株式会社 | 耐湿熱性の優れたフィルムコンデンサ−およびその製造方法 |
| US4493872A (en) * | 1983-12-05 | 1985-01-15 | American Hoechst Corporation | Polyester film coated with metal adhesion promoting copolyester |
| JPS63255361A (ja) * | 1987-04-10 | 1988-10-21 | Teijin Ltd | 蒸着用積層ポリエステルフイルム及びその製造方法 |
| KR19980066056A (ko) | 1997-01-18 | 1998-10-15 | 이광식 | 스프레이면을 강화한 콘덴서용 알루미늄 금속 증착필름과 그 제조방법 |
| KR100302106B1 (ko) | 1998-12-24 | 2001-11-30 | 신동열 | 두개의강화층을갖는콘덴서용금속증착필름및그제조방법 |
| WO2009121685A1 (en) * | 2008-04-04 | 2009-10-08 | Applied Materials Inc., A Corporation Of The State Of Delaware | Method for depositing of barrier layers on a plastic substrate as well as coating device therefor and a layer system |
| KR20170010244A (ko) | 2015-07-17 | 2017-01-26 | 성호전자(주) | 금속증착필름의 진공증착장치 |
| KR101844886B1 (ko) | 2015-12-08 | 2018-04-04 | 이성규 | 필름 콘덴서 |
-
2018
- 2018-10-29 KR KR1020180129507A patent/KR102140114B1/ko active IP Right Grant
- 2018-11-20 WO PCT/KR2018/013953 patent/WO2020091128A1/ko active Application Filing
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016008323A (ja) | 2014-06-24 | 2016-01-18 | 小島プレス工業株式会社 | ポリユリア膜及びそれを用いたフィルムコンデンサ素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20200047966A (ko) | 2020-05-08 |
| WO2020091128A1 (ko) | 2020-05-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1101125C (zh) | 电致发光光源 | |
| US9941051B2 (en) | Coiled capacitor | |
| US7542265B2 (en) | High energy density capacitors and methods of manufacture | |
| TWI601330B (zh) | 電極材料及能量儲存設備 | |
| JPH09320890A (ja) | 巻回コンデンサー | |
| US20110181998A1 (en) | Deposited film and film capacitor using the same | |
| JP5743689B2 (ja) | コンデンサ | |
| KR102140114B1 (ko) | 전기자동차의 구동모터에 사용되는 필름콘덴서용 금속증착필름 | |
| JP4915947B2 (ja) | 金属化フィルムコンデンサ | |
| US3365626A (en) | Electrical capacitor | |
| Yializis | A disruptive dc-link capacitor technology for use in electric drive inverters | |
| JP3252800B2 (ja) | 積層型コンデンサおよびその製造方法 | |
| KR101995842B1 (ko) | 단일 아연층 또는 아연합금층이 증착된 필름콘덴서용 증착필름 | |
| JP2014107394A (ja) | 金属化フィルムコンデンサ | |
| JP2920240B2 (ja) | 金属化フィルムコンデンサ | |
| US20190287721A1 (en) | Very high capacitance fim capacitor and method for the production of same | |
| KR102063782B1 (ko) | 필름 커패시터 | |
| JP2013026586A (ja) | 金属化フィルムコンデンサ | |
| US20130182370A1 (en) | Capacitor | |
| KR19980066056A (ko) | 스프레이면을 강화한 콘덴서용 알루미늄 금속 증착필름과 그 제조방법 | |
| JP2013120834A (ja) | フィルムコンデンサ用のフィルムおよびフィルムコンデンサ | |
| WO2024143218A1 (ja) | 電解コンデンサ | |
| JPH11186090A (ja) | コンデンサ及びコンデンサ用金属化誘電体 | |
| JP7143674B2 (ja) | 金属化フィルムおよびフィルムコンデンサ | |
| KR102611469B1 (ko) | 커패시터의 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |