KR20190057382A - 초 고용량성 필름 캐패시터 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 특히 적어도 하나의 유전체 필름들(100a ..., 100i)로 구성된 유전체층(100)을 포함하는 초 고용량성 필름 캐패시터(very high capacitance film capacitor)(1)에 관한 것으로서, 상기 유전체층(100)의 각각의 유전체 필름(100a ..., 100i)은 다음과 같은 파라미터들을 갖는바: - εf i ≥ 10 인 비유전율(relative dielectric permittivity) [εf i], - 0.05㎛ ≤ ef i ≤ 50㎛ 인 두께 [ef i], - Ef i ≥ 50 V/㎛ 인 유전체 강도(dielectric strength) [Ef i], 여기서, "f"는 필름(film)을 의미하고, i ≥ 1 이며, "i"는 상기 유전체층(100)의 "i 번째" 유전체 필름(100i)을 나타내며, 상기 유전체층(100)은 제 1 전자 전하-함유 구조(electronic charge-bearing structure)(200)과 제 2 전자 전하-함유 구조(300)를 분리시키며, 이들 2개의 구조들은 상기 유전체층(100)에 의해 분리되는 대향면(S)를 갖는다.

Description

초 고용량성 필름 캐패시터 및 그 제조 방법
본 발명은 초 고용량성 캐패시터 및 이러한 캐패시터를 제조하는 방법에 관한 것이다.
필름 캐패시터는 일반적으로 금속성이고 전하를 함유하고 있으며, 유전 절연체(dielectric insulator)로 분리되는 2개의 구조물로 구성된다. 이러한 절연체는 일반적으로 자가-지지형(self-supporting) 폴리머 필름인 적어도 하나의 필름의 형태를 가지며, 이는 전형적으로는 0.05 ㎛ < ef < 50 ㎛ 인 평균 두께(ef)와, εf > 1 인 비유전율(relative dielectric permittivity)(εf)을 갖는다.
필름 캐패시터의 캐패시턴스(capacitance, '용량성' 이라고도 함)는 εf에 비례하고, ef에 반비례하기 때문에, 초 고용량성 필름 캐패시터(very high capacitance film capacitor, 이하 "VHCFC" 라 지칭한다)는, 얇은 두께( ef << 10 ㎛, 여기서 "<<" 라는 부호는 "~보다 낮거나 훨씬 더 낮은" 이라는 의미이다)의 유전 절연체와 높은 비유전율( εf >> 10, 여기서 ">>" 라는 부호는 "~보다 높거나 훨씬 더 높은" 이라는 의미이다)을 이용하여 획득될 수 있다.
이러한 필름의 거칠기 및/또는 상기 스택 구성은 대부분의 경우 공기로 채워진 영역들이 존재할 수 있음을 의미한다. 그러나 이들의 두께는 ef 에 비해 작게 유지된다(전형적으로, ≤ 1 ㎛ 및 ≤ 10% ef).
이러한 현상은 알려져 있으며 그리고 공기가 함침제(impregnant)로 대체되는 함침형 캐패시터(impregnated capacitor)에서 활용되는바, 함침제는 일반적으로 εf 에 근접한 비유전율(εi)(전형적으로 |εf - εi| ≤ 2 이다)을 갖는 유전체 액체이다. 비함침형(non-impregnated) 캐패시터("건식 캐패시터"라고 지칭됨)의 경우, 실질적으로 1 인 비유전율(εair)을 갖는 공기가 국부적으로 주요 유전 절연체와 직렬로 연결된다. 공기를 포함하는 영역의 유효 두께로 인해, 스택에서 이러한 존재는 εf << 10 일 때 캐패시터의 작동에 거의 영향을 미치지 않는다. 하지만, εf >> 10 인 VHCFC에서는 그렇지 않다.
보다 일반적으로는, 동작 그래디언트(operating gradient)가 높아지면(50 V/㎛ 이상), 유전체 특성이 다르며 일반적으로 주요 절연체와 비교하여 더 낮은 이러한 영역들의 존재는, 부분 방전 또는 원치 않는 브레이크다운을 유발하여, 캐패시터, 또는 최소한 캐패시터의 성능(절연 저항 및 누설 전류)에 손상을 가할 수 있다. 그리고 이러한 것은 εf 가 높을 수록 더욱 그러하다.
또한, 가장 일반적인 전기 에너지 저장 디바이스들은 캐패시터, 수퍼 캐패시터 및 배터리이다.
캐패시터는 여러 가지 유형들(필름, 세라믹, 전기 화학적 유형, 기타 등등)을 가질 수 있지만, 이들 모두는 용량성 효과에 의해서 에너지를 저장한다. 저장된 전하 [Q]는 저장 디바이스의 캐패시턴스 [C]와 이러한 디바이스의 단자들에서의 전압 [U]에 비례하며, 따라서 Q = C × U 이다.
전압이 매우 높을지라도(U >> 1000V), 캐패시턴스는 매우 낮으며(C << 1 F), 따라서 저장된 전하량 또한 낮다 (Q << 10-3 Ah). 그러나 응답 시간 [τ]은 매우 빠르며(τ << 10-3 s), 이는 캐패시터가 파워 피크에 응답할 수 있게 한다.
따라서, 캐패시터는 에너지 저장 디바이스로서 거의 사용되지 않거나 또는 관련된 에너지의 양이 매우 낮거나 및/또는 요청된 파워가 높을 때(예를 들어 램프의 플래시)에만 사용된다.
수퍼캐패시터는 주로 용량성 효과(capacitive effect)에 의해 에너지를 저장하는 전기 화학 디바이스이다.
이들의 전기화학적 성질로 인하여, 전압은 낮다 (U << 10V). 하지만, 이들의 구조 때문에 캐패시턴스는 매우 높으며 (C >> 1F), 응답 시간은 빠르다(τ≒ 1 s).
따라서 수퍼 캐패시터는 단시간(수십 초) 또는 고전력(예를 들어, 엔진 시동)하에서 사용되는 에너지 또는 평균 전하량(Q ≒ 1 Ah)을 저장하는데 사용된다.
배터리는 주로 전기 화학 반응에 의해 에너지를 저장하는 전기 화학 디바이스이다. 저장된 전하량은 반응하는 물질의 양에 비례한다.
이들의 전기 화학적 성질로 인하여, 전압은 낮고(U << 10 V) 그리고 응답 시간이 느리지만(τ >> 1 s), 저장되는 전하량은 매우 높을 수 있다(Q >> 10 Ah).
따라서 배터리는 중간에서 장시간(수 시간) 동안 및 적당한 전력 호출(예컨대, 엔진 작동과 같은)에 이용되는 많은 양의 에너지(수천 Ah)를 저장하는데 사용된다.
캐패시터 및 수퍼캐패시터는 전하 이동만을 수반하기 때문에 이들은 짧은 응답 시간, 대칭적인 충전 및 방전 동작, 및 우수한 사이클 반복 능력(일반적으로 수백만 사이클 이상)을 갖는다.
이는 전하가 이동하지만 특히 전기 화학 반응에 참여하는 배터리의 경우에는 해당되지 않는다. 후자는 응답 시간을 제한하고 충전 및 방전 동작의 비대칭성을 야기하며 그리고 사이클 반복 기능을 현저히 감소시킨다(일반적으로 수천 사이클 미만).
매우 높은 비유전율 [εf](εf ≥ 10)을 갖는 유전체 필름을 기반으로 하는 초 고용량성 필름 캐패시터는 기술적인 혁신을 제공한다. 초 고용량성 필름 캐패시터는 단점이 없이, 앞서 언급한 전기 에너지 저장 기술들 각각의 장점들(고전압, 빠른 응답 시간, 많은 양의 전하, 강력한 반복 사이클 능력)을 제공한다.
초 고용량성 필름 캐패시터는 그 자체로 전통적인 전기 에너지 저장 디바이스들 각각을 대체할 수 있는 새로운 클래스의 디바이스를 구성한다. 특히, 어플리케이션의 분야에 맞게 εf 및 ef 의 값들을 조절할 수 있다.
예를 들어, 전형적인 배터리 어플리케이션의 경우, 얇은 두께(ef ≤ 2 ㎛)와 매우 높은 비유전율(εf ≥ 2000)을 사용하여 매우 높은 표면 캐패시턴스가 추구될 것이다. 이러한 경우, 디바이스는 어플리케이션에 의해 요구되는 전력들과 일치하는 합당한 표면을 갖게될 것이다(해당 기술의 경우, 크게는 열적 이유 때문에 해당 기술이 더 이상 실행가능하지 않은 전력/표면 제한이 존재한다).
요구되는 파워는 상당히 높지만, 요구되는 에너지는 더 낮은, 전형적인 슈퍼캐패시터 어플리케이션의 경우, 더 넓은 표면들을 사용해야할 필요가 있을 것이다. 따라서, 이러한 것은, 더 큰 두께(1 ㎛ ≤ ef ≤ 5 ㎛)의 유전체 필름 또는 더 낮은 비유전율(100 ≤ εf ≤ 2000)의 유전체 필름의 사용을 요구한다.
에너지가 기준이 아니지만 동작 전압이 종종 높은 경우가 많은 전형적인 캐패시터 어플리케이션의 경우, 통상적으로 이용되는 유전체 물질들에 비하여 더 많은 표면을 획득할 수 있으면서도, 두꺼운 두께(ef ≥ 5 ㎛) 및 낮은 비유전률(10 ≤ εf ≤ 100)의 유전체 필름으로 작업하는 것이 가능할 것이다.
앞서 언급된 필름 캐패시터들의 설계는 건식 구성 또는 함침 구성이던 간에, 매우 높은 비유전율 [εf] (εf ≥ 10)을 갖는 유전체 필름을 사용하는 초 고용량성 필름 캐패시터(VHCFC)에는 적합하지 않다.
2개의 경우들 모두에서, 주요 유전체 필름보다 훨씬 낮은 유전체 특성들을 갖는 영역들이 어쩔수 없이 존재함으로써 캐패시터의 올바른 동작이 방해받는데, 특히:
- 국부적 비유전율의 감소를 통해 실제 캐패시턴스를 감소시킴으로써;
- 국부적 부분 방전의 존재를 통해 누설 전류를 증가시킴으로써;
- 국부적 유전체 강도의 감소를 통해 브레이크다운 전압을 열화시킴으로써 올바른 동작을 방해한다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.
따라서, 본 발명의 제 1 목적은 비유전율 εf ≥ 10 인 적어도 하나의 유전체 절연체를 사용하는 초 고용량성 필름 커패시터에 관한 것이며, 본 발명에서는 비유전율이 국부적으로 εf 보다 훨씬 낮은 영역들의 존재가 커패시터의 성능 저하를 야기하지 않는다.
본 발명의 제 1 양상은 초 고용량성 필름 캐패시터(very high capacitance film capacitor)에 관한 것으로, 초 고용량성 필름 캐패시터는 적어도 하나의 유전체 필름들로 구성된 유전체층을 포함하며, 상기 유전체층의 각각의 유전체 필름은 다음과 같은 파라미터들을 가지며:
- εf i ≥ 10 인 비유전율(relative dielectric permittivity) [εf i]
- 0.05㎛ ≤ ef i ≤ 50㎛ 인 두께 [ef i]
- Ef i ≥ 50 V/㎛ 인 유전체 강도(dielectric strength) [Ef i]
여기서, "f"는 필름(film)을 의미하고, i ≥ 1 이며, "i"는 상기 유전체층의 "i 번째" 유전체 필름을 나타내며,
상기 유전체층은 제 1 전자 전하-함유 구조(electronic charge-bearing structure)과 제 2 전자 전하-함유 구조를 분리시키며, 이들 2개의 구조들은 상기 유전체층에 의해 분리되는 대향면(S)를 가지며,
다음을 특징으로 하는바(characterized by the fact that):
A/ 상기 유전체층과 상기 제 1 구조 사이의 인터페이스는 다음의 요건들을 만족시키며:
- 상기 제 1 구조와 상기 유전체층이 직접 접촉하는(directly in contact) 상기 대향면(S)의 부분(portion)은 90 %보다 크고,
- 상기 제 1 구조와 상기 유전체층이 직접 접촉하지 않는 상기 인터페이스의 모든 영역들에서 상기 제 1 구조와 상기 유전체층은 N 개(N ≥ 1)의 두께들의 "기생 유전체들"에 의해서 국부적으로 분리되고, N 개의 두께들 각각은
εp j Ep j ≥ Min(εf i Ef i )
를 만족시키는 비유전율 [εf j] 및 유전체 강도 [Ep j]를 가지며, 여기서 "p"는 기생 유전체의 두께를 의미하고, "j"는 "j 번째" 두께를 나타내며(1 ≤ j ≤ N),
B/ 상기 유전체층과 상기 제 2 구조 사이의 인터페이스는 다음의 요건들을 만족시키며:
- 상기 제 2 구조와 상기 유전체층이 직접 접촉하는(directly in contact) 상기 대향면(S)의 부분(portion)은 90 %보다 크고,
- 상기 제 2 구조와 상기 유전체층이 직접 접촉하지 않는 상기 인터페이스의 모든 영역들에서 상기 제 2 구조와 상기 유전체층은 M 개(M ≥ 1)의 두께들의 "기생 유전체들"에 의해서 국부적으로 분리되고, M 개의 두께들 각각은
εp k Ep k ≥ Min(εf i Ef i )
를 만족시키는 비유전율 [εf k] 및 유전체 강도 [Ep k]를 가지며, 여기서 "p"는 기생 유전체의 두께를 의미하고, "k"는 "k 번째" 두께를 나타내며(1 ≤ k ≤ M),
다음의 추가적인 조건들이 적용되며:
C/ 상기 유전체층이 2 이상의 유전체 필름으로 구성되는 경우, 2 개의 유전체 필름들 사이의 임의의 인터페이스 Σ에서, 다음 조건들을 만족시킨다:
- 2 개의 유전체 필름들이 직접 접촉하는 상기 대향면(S)의 부분(portion)은 90 %보다 크고,
- 상기 2 개의 유전체 필름들이 직접 접촉하지 않는 인터페이스 Σ의 모든 영역들에서 이들 2 개의 유전체 필름들은 PΣ 개(PΣ ≥ 1)의 두께들의 "기생 유전체들"에 의해서 국부적으로 분리되고, PΣ 개의 두께들 각각은
εp l Ep l ≥ Min(εf i Ef i )
를 만족시키는 비유전율 [εf l] 및 유전체 강도 [Ep l]를 가지며, 여기서 "p"는 기생 유전체의 두께를 의미하고, "l"은 "l 번째" 두께를 나타내며(1 ≤ k ≤ PΣ), 상기 유전체층은 오직 무기물인 경우를 제외하고(excluding an exclusively mineral material), 폴리머 물질로 구성되거나 또는 폴리머 물질을 기반으로 한다.
이러한 캐패시터의 바람직한 실시예에 따르면 유전체층은 자가-지지형이 아니다.
본 발명의 다른 양상은 전술한 특징에 따른 필름 캐패시터를 제조하는 방법에 관한 것이며, 다음과 같은 연속적인 단계들을 갖는바:
a) 비유전율 [εf'] , 두께 [ef'] 및 유전체 강도 [Ef'] 를 갖는 "지지층(supprot layer)" 이라 지칭되는 제 2 유전체층을 이용하는 단계, 상기 제 2 유전체층은 상기 제 2 유전체층의 2 개의 대향하는 면들(opposite sides) 중 적어도 하나에서 금속화되며;
b) 상기 지지층의 금속화된 면과 접촉하도록 상기 지지층 상에 상기 유전체층을 증착하는 단계;
c) 단계 b)의 종료시에 프리하게 남아있는(remained free) 상기 유전체층의 일면에 대한 금속화를 진행하는 단계;
d) 단계 c)로부터 획득된 세트 자체에 대한 코일링을 진행하거나 또는 단계 c)로부터 획득된 여러 세트들의 적층(stacking)을 진행하는 단계를 포함하며,
상기 유전체층과 상기 지지층은 ef' Ef' ≥ ef Ef 를 만족하며, 여기서 "ef" 및 "Ef"는 제1항에 정의된 바와 같다.
본 발명의 다른 유리하고도 비-제한적인 특징들은 다음과 같다:
- 양면들(both sides)이 금속화된 지지 필름이 이용되며, 그리고 단계 d)에서, 상기 유전체층의 금속화된 표면은 상기 지지층의 상기 양면들 중 하나와 매칭(미러링)된다;
- 양면들 중 일면이 금석화된 지지 필름이 이용되며, 그리고 단계 d)에서, 상기 유전체층의 금속화된 표면은 상기 지지층의 금속화된 일면과 매칭(미러링)된다;
- 비유전율 [εf']이 10 이하인 지지층이 사용된다;
- 상기 단계 d)는 진공에서 또는 10 밀리바(mbar) 이하의 압력에서 수행된다;
- 상기 단계 d)에서, 이전 세트 상에 새로운 세트를 도금하는 것이 압력을 가함으로써 특히 가압 롤러를 통해서 수행되거나 또는 장력 각도(tension angle)를 제어함으로써 수행된다;
- 상기 방법은 다음의 단계들을 포함하는바:
a) 금속 스트립으로 구성된 지지 필름 상에 상기 유전체층을 증착하는 단계;
b) 단계 a)로부터 획득된 세트를 유전체 지지층 상에 증착하는 단계;
c) 단계 b)로부터 획득된 세트를 금속 스트립으로 구성된 제 2 지지 필름 상에 증착하는 단계;
d) 단계 c)로부터 획득된 세트 자체에 대한 코일링 또는 단계 c)로부터 획득된 여러 개의 세트들에 대한 적층을 진행하는 단계를 포함한다;
- 상기 유전체층들은 동일하다;
- 상기 지지 필름들은 동일한 금속 스트립들이다;
- 단계 a)와 단계 b) 사이에서, 프리하게 남아있는(remained free) 상기 유전체층의 일면이 금속화된다;
- 단계 b)와 단계 c) 사이에서, 프리하게 남아있는(remained free) 상기 유전체 지지층의 일면이 금속화된다;
- 단계 d)는 진공에서 또는 10 밀리바(mbar) 이하의 압력에서 수행된다;
- 단계 d)에서, 이전 세트 상에 새로운 세트를 도금하는 것이 압력을 가함으로써 특히 가압 롤러를 통해서 수행되거나 또는 장력 각도(tension angle)를 제어함으로써 수행된다;
- 다공성 스트립들이 사용된다;
- 퓨즈들이 결합된 스트립들이 사용된다;
- 상기 퓨즈들의 결합은 아래의 기술들 중 어느 하나를 이용하여 수행된다;
a) 남아있는 물질이 상기 퓨즈들을 구성하도록 상기 스트립으로부터 물질을 제거하는 것, 상기 제거는 금속의 분무, 금속의 펀칭 또는 기계적 드릴링, 금속의 용해 또는 화학적 에칭과 같은 기술에 의해 수행되고;
b) 추가된 물질이 상기 퓨즈들을 구성하도록 상기 스트립에 물질을 추가하는 것, 상기 추가는 용접(welding), 브레이징(brazing), 클린칭 또는 스탬핑과 같은 기술에 의해 수행된다.
본 발명의 다른 특징들 및 장점들은 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 다음의 설명을 읽을 때 나타날 것이다. 이러한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 서술된다.
도 1은 유전체층으로서 단일 유전체 필름을 포함하는 초 고용량성 필름 캐패시터(VHCFC)의 매우 개략적인 3 차원 도면이며, 여기서 캐패시터는 "이상적인" 구성이라 지칭되는 구성에 따라 표현된다.
도 2는 절단면(P)에 따른 도 1의 캐패시터의 도면이다.
도 3은 도 1과 유사한 도면으로서, 캐패시터는 "기생" 유전체가 존재하는 실제 구성으로 표현된다.
도 4는 절단면(P)에 따른 도 3의 캐패시터의 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 원으로 표시된 도 4의 영역의 확대도이다.
도 5는 도 1과 유사한 도면으로서, 항상 이상적인 구성으로, 유전체층은 여러 유전체 필름들로 구성된다.
도 6은 절단면(P)에 따른 도 5의 캐패시터의 도면이다.
도 7은 도 5와 유사한 도면으로서, "기생(parasitic)" 유전체가 존재하는 실제 구성에 따라 캐패시터가 표현된다.
도 8은 절단면(P)에 따른 도 7의 캐패시터의 도면이다.
도 8a, 도 8b 및 도 8c는 도 8의 원으로 표시된 영역의 확대도이다.
도 9는 선행 도면들에 도시된 것과 같은 필름 캐패시터(자가-지지형이 아닌 유전체 필름으로)를 제조하는 제 1 단계의 종료시에 획득된 스택의 수직 단면도이다.
도 10은 도 9에 도시된 것에 후속하는 제 2 단계의 종료시에 획득된 스택의 수직 단면도이다.
도 11은 도 10에 도시된 제 2 단계의 변형예의 종료시에 획득된 스택의 수직 단면도이다.
도 12는 도 1 내지 도 8c에 도시된 것과 같은 필름 캐패시터를 제조하는 다른 실시예의 제 1 단계의 종료시에 획득된 스택의 수직 단면도이다.
도 13은 도 12와 유사한 도면으로서 변형예를 도시한다.
도 14는 도 12에 도시된 것에 후속하는 제 2 단계의 종료시에 획득된 스택의 수직 단면도이다.
도 15는 도 13에 도시된 것에 후속하는 제 2 단계의 종료시에 획득된 스택의 수직 단면도이다.
도 16 및 도 17은 각각 도 14 및 도 15에 도시된 스택들의 변형예에 대한 수직 단면도이다.
도 18은 양 사이드에서 금속화된 자가-지지형 필름의 수직 단면도로서, 캐패시터를 제조하는 제 1 단계의 종료시에 획득된 것이다.
도 19는 도 18에 도시된 것에 후속하는 단계의 종료시에 획득된 스택의 수직 단면도이다.
도 20은 도 19와 유사한 도면이지만, 이 단계로부터 야기된 방법의 변형예를 도시한다.
도 21은 도 19와 유사한 도면으로, 또 다른 변형예를 도시한다.
도 22는 다른 실시예에 따라 얻어진 스택의 수직 단면도이다.
도 23은 도 22의 실시예의 변형예의 제 1 단계의 종료시에 획득된 방법의 수직 단면도이다.
마지막으로, 도 24는 도 23의 단계에 후속하는 제 2 단계 이후에 얻어진 스택의 수직 단면도이다.
정의들(DEFINITIONS)
본 출원에서 달리 언급되지 않는 한, 다음의 정의들이 유효할 것이다.
"전-필름 캐패시터(all-film capacitor)"는 전자 전하 함유 구조들(electronic charge-bearing structures, 이하 "ECBS"로 약칭함)이 유전체층의 독립적인 금속 시트들인 필름 캐패시터를 의미한다. 전형적으로, 금속 시트들은 전형적으로 100 ㎛ 이하인 두께의 시트로 형성될 수 있는 알루미늄 또는 구리, 또는 임의의 다른 금속 또는 금속 합금으로 제조된다.
"금속화된 필름 캐패시터"는 상기 ECBS가 유전체층의 적어도 하나의 면 상에 증착된 금속층들인 필름 캐패시터를 의미한다. 금속 증착은 특히 알루미늄, 아연, 구리, 은, 금, 백금, 크롬, 이들 금속들 둘 이상의 합금, 이들 금속들 또는 금속 합금들이 연속적으로 증착된 층들로 구성되며, 또는 임의의 다른 금속, 금속 합금 또는 연속적인 금속층들은 진공 증착, 물리 화학적 진공 증착 또는 기타 등등의 통상적인 금속화 기술에 따라 증착될 수 있다.
"금속화된 필름(metallized film)" 기술의 주요 장점들 중 하나는 결함이 있는 경우 캐패시터의 자체-재생(self-regeneration) 가능성이다. 따라서, 결함이 치명적일 때, 캐패시터는 "브레이크 다운" 상태가 된다. 즉, 2개의 ECBS들 사이의 결함을 통해 내부 단락 회로가 생성된다. 캐패시터는 더 이상 작동하지 않는다. 단락 회로에 의해 인가되는 매우 국부화된 전력(일반적으로 마이크로 전기 아크의 형태를 취함)은 결함 주변에서 2 개의 ECBS들의 써멀 스프레잉(thermal spraying)에 의해서 탈금속화(demetallization)를 유도한다. 따라서 탈금속화가 진행됨에 따라, 단락 회로의 확립 거리(distance of establishment of the short-circuit)가 증가한다. 소정 시점에서(이는 금속화층의 성질 및 두께, 유전체층의 성질 및 두께, 동작 전압의 "AC(교류)" 또는 "DC(직류)" 성질 및 전압값, 코일링 압력, 기타 등등을 포함하는 매우 많은 파라미터들에 의존한다), 상기 확립 거리가 너무 커져서 단락 회로가 유지될 수 없다.
브레이크다운이 중단되고 캐패시터가 다시 기능하게된다. 즉, "재생성" 된다. 이러한 현상은 전-필름(all-film) 캐패시터에서는 실질적으로 불가능한바, 왜냐하면 결함 주위에서 충분한 탈금속화가 이루어지기 위해 이용가능한 국부 전력에 비하여 ECBS들의 두께가 너무 크기 때문이다. 또한, 이러한 현상은 금속화된 필름 캐패시터에서 체계적이지 않다. 단락 회로에 의해 방출되는 전력은 결함 주변의 ECBS를 탈금속화할뿐만 아니라 결함 주변의 캐패시터 볼륨을 가열한다. 이러한 온도 상승은 유전체의 붕괴(주로 유전체 강도를 포함하여)와 충격 체적에 포함된 물질의 열역학적(융합까지 올라갈 수 있음) 속성들에 의한 열적 애발런치 현상(thermal avalanche phenomenon)을 유발할 수 있다. 그 다음, 결함은 캐패시터를 통해 점진적으로 "확산되며", 캐패시터의 전체 에너지는 결함을 재생하기에 불충분하게 된다.
"압출(extrusion)"이라는 용어는, 압축 기술, 다이를 통한 통과 및 선택적으로 스트레칭(stretching) 및/또는 가교결합(crosslinking) 및/또는 기판 상의 증착을 통해 기계적 의미에서의 플라스틱 물질을 자가-지지형(self-supporting) 필름 등으로 변환시킬 수 있는 임의의 열기계적 방법(thermomechanical method)을 지칭한다.
"코팅"이라는 용어는 자가-지지형(self-supporting) 필름 등을 획득하기 위하여 기판 상에 유체 필름을 증착하기 위한 임의의 방법을 지칭하며, 일반적으로는 건조 공정 및 선택적으로는 가교결합이 후속될 수 있다.
"코일형 캐패시터(coiled capacitor)" 는 "ECBS 1/유전체층 1/ECBS 2/유전체층 2" 구조 자체를 코일링하여 획득된 임의의 필름 캐패시터를 의미한다. 다음을 유의해야 하는바, 유전체층 1 및 2는 실제로는 평행하게 코일링된 여러 개의 개별 유전체 필름들로 구성될 수 있다. 다음으로, "ECBS 1" 및 "ECBS 2" 는 캐패시터의 전기적으로 절연된 2 개의 극(pole)들을 구성한다.
"스택형 캐패시터(stacked capacitor)" 는 "ECBS 1/유전체층 1/ECBS 2/유전체층 2" 구조 자체의 적층(stack)에 의하여 획득된 임의의 필름 캐패시터를 의미한다. 다음을 유의해야 하는바, 유전체층 1 및 2는 실제로는 서로 서로 적층된 여러 개의 개별 유전체 필름들로 구성될 수 있다. 다음으로, "ECBS 1" 및 "ECBS 2" 는 캐패시터의 전기적으로 절연된 2 개의 극(pole)들을 구성한다.
이들 2개의 마지막 명칭들은 "멀티트랙(multitrack) 캐패시터"(코일형 또는 스택형)라는 개념을 확장될 수 있으며, 이를 위해, 서로 절연될 뿐만 아니라 ECBS 1 및 ECBS 2 로부터 절연되고, 그리고 ECBS 1 또는 ECBS 2와 동일 평면 상에 있는 하나 이상의 중간 ECBS들이 구조체 내에 도입되며, 따라서 각각의 중간 ECBS는 2 개의 캐패시터들에 속하고 그리고 주요 극(main pole)인 ECBS1 와 ECBS2 사이에 형성되는 모든 캐패시터들의 직렬 연결을 점차적으로 제공한다.
멀티트랙 구조의 장점은, 동일한 코일형 또는 스택형 구조 내의 캐패시터들의 직렬 연결을 최적화하므로, 추가적인 컨디셔닝 수단 또는 연결 수단을 부가할 필요가 없다는 점이다.
홀수개의 중간 ECBS들이 존재하는 경우, ECBS1과 ECBS2는 이들이 멀티트랙 캐패시터의 2개의 극들로 지칭되는한, 동일 평면 상에 있게된다.
마지막으로, 코일형 캐패시터에서, 서로 코일링된 필름들의 양호한 플레이팅을 보장하기 위하여, 코일링 압력을 제어하기 위한 여러 수단들이 존재한다.
첫 번째 수단은 코일링 위치에서 코일에 일정한 압력을 가하는 가압 롤러를 사용하는 것이다. 이러한 압력은 코일링 압력과 동일하며, 그리고 전체 권선에 걸쳐 일정하다.
두 번째 수단은 코일링 장력(tension)(필름에 가해지는 인장력을 통하여) 및 코일링 각도("장력 각도"라고도 함)에 의해서, 코일링된 필름 각각의 코일링 압력을 제어하는 것이다. 코일링 압력은 코일링된 필름 각각의 기계적 특성 뿐만 아니라 코일링 반경과도 관련이 있으며 따라서 코일링된 필름 각각에 따라 변할 뿐만 아니라 권선(winding)에 따라서도 변한다.
특허 청구 범위를 포함하여, 본 명세서 전반에 걸쳐서 유전체층은 폴리머 물질로 제조되거나 또는 폴리머 물질에 기초하여 제조된다(즉, 유기질 및/또는 무기질(organic and/or mineral nature)의 함유물을 포함하는 폴리머 매트릭스로 이루어짐). 어떤 경우에도 독점적으로 무기 물질을 사용하는 것은 배제된다.
이러한 유전체층을 구성하는 물질들의 일례들은 US2016/0254092 및 WO2016/073522에 기재되어 있다.
유리하게는, "기생" 유전체들은 가스(공기, 중성 가스 등), 액체(무기 또는 유기 오일, 물 등) 또는 고체(폴리머, 무기물 먼지, 그리스 같은 유기 물질 기타 등등) 성질일 수 있다.
발명의 상세한 설명
본 발명의 제 1 목적은 초 고용량성 필름 캐패시터 [VHCFC]이다.
이러한 VHCFC(1)의 일례가 도 1에 도시되어있다.
상기 캐패시터(1)는 제 1 전하 함유 구조(200)(ECBS로 약칭됨)를 제 2 전하 함유 구조(300)로부터 분리하는 적어도 하나의 유전체 필름(100)(또한 "층"이라 지칭됨)(본 일례에서는, 단일 필름(100a)이 표시됨)을 포함한다.
상기 도면에서, ECBS들(200 및 300)은 완전히 서로 대면하지 않는 방식으로 표현되어 있다. 하지만, 이것은 실제로 일어나는 일을 과장하여 표현한 것이다. 사실, 금속화 엣지 전기 아크를 회피하기 위한 오프셋이 일반적으로 존재하더라도, 이러한 오프셋은 표현된 것보다 훨씬 작다.
이상적으로는, 유전체 필름(100a)과 2개의 ECBS 사이의 인터페이스 영역은 어떠한 불완전함(imperfection)도 없기 때문에 이들의 접착력은 완벽하다.
하지만, 이것은 단지 이론적인 사례일 뿐이다.
실제로는 그리고 도 3에 도시된 바와 같이, 필름(100a)과 2개의 ECBS의 대향 측면들은 불규칙적이어서, 적어도 하나의 두께의 기생 유전체에 의해서 이들은 국부적으로 분리된다.
이제 도 4를 참조하면, 적어도 하나의 두께의 기생 유전체가 관련되는 2개의 영역들(Z1 및 Z2)이 일례로써 표시된다.
따라서, 영역(Z1)은 필름(100a)과 상부 ECBS(200) 사이의 인터페이스에 위치한다.
이는 ECBS(200)의 표면 상의 돌출부와 필름(100a)의 표면 상의 리세스 사이에 삽입된 기생 유전체(400a)의 제 1 두께를 나타낸다.
이것은 또한, 다른 위치에서, 상기 인터페이스에서 두 개의 연속적인 두께들(400b 및 400c)를 구별한다.
영역 Z2의 경우, 이것은 필름(100a)과 하부 ECB(300) 사이의 인터페이스에 위치한다.
이것은 필름(100a)의 표면 상의 돌출부와 ECBS(300)의 표면 상의 리세스 사이에 삽입된 기생 유전체(500a)의 제 1 두께를 나타낸다.
이것은 또한, 다른 위치에서, 상기 인터페이스에서 2 개의 연속적인 두께들(500b 및 500c)을 구별한다.
물론, 상기 도면은 예시로서 주어진 매우 단순화된 극화 도면(artist view)이다. 기하학적 형상(폭, 두께, 형태 등), 인터페이스에서의 위치, 또는 구성들(하나 이상의 두께들/기생 유전체들의 두께들) 중 그 어느 것도 실제를 나타내지 않는다.
이들 두께들은 VHCFC의 파라미터들에 악영향을 미칠 수 있는 공기 및/또는 이물질로 구성될 수 있다.
하지만, 본 출원인은 유전체 필름(100a)이 다음의 파라미터들을 갖는 한 양질의 VHCFC를 얻을 수 있음을 발견하였다.
- ε≥ 10 인 비유전율 [ε]
- 0.05 ㎛ ≤ e ≤ 50 ㎛와 같은 두께 [e]
- E ≥ 50 V/㎛ 인 유전체 강도 [E], 그리고
A/ 유전체 필름(100a)과 제 1 구조물(200) 사이의 인터페이스는 다음 요구 조건을 만족시킨다:
상기 제 1 구조(200)가 상기 유전체 필름(100a)과 직접 접촉하는 대향면(S) 부분(portion)은 90 %보다 크고,
- 유전체 필름(100a)이 상기 제 1 구조(200)와 직접 접촉하지 않는 인터페이스의 모든 영역에서, 이들은 "기생" 유전체(400a, ..., 400c)의 N 개(N≥1)의 두께에 의해 국부적으로 분리되고, 각각의 두께는 비유전율 [εp j]과 유전체 강도 [EP j]를 가지며, 이들은 다음과 관계를 만족시킨다.
εp j E p j ≥ εE
여기서 "p"는 "기생 유전체의 두께"를 의미하고 "j"는 "j 번째" 두께를 의미하며 1 ≤ j ≤ N 이다.
B/ 유전체 필름(100)과 제 2 구조(300) 사이의 인터페이스는 다음 조건을 만족시킨다:
- 상기 제 2 구조(300)가 유전체 필름(100)과 직접 접촉하는 대향면(S)의 부분은 90 %보다 크고,
-유전체 필름(100)이 상기 제 2 구조(300)와 직접 접촉하지 않는 인터페이스의 모든 영역에서, 이들은 "기생" 유전체(500a, ..., 500c)의 M 개(M≥1)의 두께에 의해 국부적으로 분리되고, 각각의 두께는 비유전율 [εp k]과 유전체 강도 [EP k]를 가지며, 이들은 다음과 관계를 만족시킨다.
εp k Ep k ≥ εE
여기서 "p"는 "기생 유전체의 두께"를 의미하고 "k"는 "k 번째" 두께를 의미하며 1 ≤ k ≤ M 이다.
그러나 많은 경우, 유전체 필름(100a)은 고유하지 않으며 그리고 여러 개의 필름들(100a, 100b, ..., 100i)의 중첩으로 구성된 유전체 층이 포함된다.
도 5 및 도 6은 도 1 및 도 2와 유사한 방식으로 이상적인 경우의 VHCFC(1)를 도시하며, 여기서 유전체층(100)의 유전체 필름(100a)과 ECBS(200) 사이의 인터페이스 영역 뿐만 아니라 유전체층(100)의 유전체 필름(100b)과 ECBS(300) 사이의 인터페이스 영역에는 불완전함이 없기 때문에 이들의 접착은 완벽하다. 동일한 것이 층(100)의 2 개의 유전체 필름들(100a, 100b) 사이의 인터페이스에도 적용된다.
전술한 경우에서는, 오직 2 개의 필름(100a 및 100b)만이 존재한다. 하지만, 방금 서술된 것은 2개의 필름들 사이의 모든 인터페이스 영역을 포함하여 3개 이상의 필름들이 관련될 때에도 유효하다.
실제로는, 그리고 도 3에 도시된 경우와 비교할 수 있는 도 7에 도시된 바와 같이, 한편으로는 필름(100)의 각 층의 대향하는 면들 및 2개의 ECBS(200 및 300)의 대향하는 면들, 다른 한편으로는 필름(100)의 층들의 대향면들은 불규칙적이므로, 이들은 적어도 일 두께의 기생 유전체에 의해 국부적으로 분리된다.
이제 도 8을 참조하면, 기생 유전체의 적어도 하나의 두께가 포함되는 3 개의 영역들 Z1, Z2 및 Z3이 일례로써 표현된다.
영역 Z1 및 Z2는 도 3 및 도 4를 참조하여 전술한 영역 Z1 및 Z2와 유사하다.
Z3 영역은 상기 층(100)의 필름들(100a, 100b) 사이의 인터페이스에 위치한다.
이것은 필름(100a)의 표면 상의 돌출부와 필름(100b)의 표면 상의 리세스 사이에 삽입된 기생 유전체(600a)의 제 1 두께를 도시한다.
이것은 또한, 다른 위치에서, 인터페이스에 있는 2개의 연속적인 두께들(600b 및 600c)을 구별한다.
다시 한번 말하자면, 이것들은 일례로서 주어진 매우 단순화된 극화 도면(artist view)이다. 기하학적 형상(폭, 두께, 형태 등), 인터페이스에서의 위치, 또는 구성들(기생 유전체들의 하나 이상의 두께들) 중 그 어느 것도 실제를 나타내지 않는다.
또한, 이 경우에도, 본 출원인은 양질의 VHCFC를 얻을 수 있음을 발견하였으며, 이러한 초 고용량성 필름 캐패시터(1)은 적어도 1 개의 유전체 필름(100a)으로 이루어지는 유전체층(100)을 포함하며, 유전체층(100)의 각각의 유전체 필름(100i)은 다음의 파라미터들을 갖는다:
- εf i ≥ 10 인 비유 전율 [εf i ]
- 0.05 ㎛ ≤ ef i ≤ 50 ㎛ 와 같은 두께 [ef i]
- Ef i ≥ 50 V/㎛m 인 유전체 강도 [Ef i]
여기서, "f"는 "필름"을 의미하고 i≥1 인 파라미터, "i" 는 상기 유전체층(100) 의 "i 번째 "유전체 필름(100i)을 의미한다.
이 유전체 층(100)은 제 2 ECBS(300)로부터 제 1 ECBS(200)를 분리하며, 이러한 2개의 구조들은 유전체층(100)에 의해 분리되는 대향 표면(S)를 갖는다.
이후(since):
A/ 유전체층(100)과 제 1 구조(200) 사이의 인터페이스는 다음의 조건들을 만족시킨다:
- 상기 제 1 구조(200)가 상기 유전체층(100)과 직접 접촉하는 대향면(S)의 부분은 90 %보다 크고,
- 유전체 층(100)이 상기 제 1 구조(200)와 직접 접촉하지 않는 인터페이스의 모든 영역에서, 이들은 N(N≥1) 개의 두께들의 "기생" 유전체들(400)에 의해 국부적으로 분리되며, 각각의 두께는 상대 유전체 유전율 [εp j ] 및 유전체 강도 [E p j ]를 갖고, 이는 다음의 조건을 만족한다.
εp j Ep j ≥ Min(εf i Ef i)
여기서 "p"는 "기생 유전체의 두께"를 의미하고 "j"는 "j 번째" 두께를 의미하며 1 ≤ j ≤ N 이다.
B/ 유전층(100)과 제 2 구조(300) 사이의 인터페이스는 다음의 요건들을 만족시킨다:
- 상기 제 2 구조(300)가 상기 유전체층(100)과 직접 접촉하는 대향면(S)의 부분은 90 %보다 크며,
- 유전체 층(100)이 상기 제 2 구조(300)와 직접 접촉하지 않는 인터페이스의 모든 영역에서, 이들은 M 개(M≥1)의 두께들의 "기생" 유전체들(500)에 의해 국부적으로 분리되며, 각각의 두께는 비유전율 [εp k] 및 유전체 강도 [Ep k]을 갖고 이는 다음의 조건을 만족한다.
εp k Ep k ≥ Min(εf k Ef k)
여기서 "p"는 "기생 유전체의 두께"를 의미하고 "k"는 "k 번째" 두께를 의미하며 1 ≤ k ≤ M 이다.
다음과 같은 추가 조건이 적용된다.
C/ 상기 유전체층(100)이 하나 이상의 유전체 필름(100i)으로 구성되는 경우, 2개의 유전체 필름들(100a) 사이의 임의의 인터페이스 ∑ 는 다음 조건을 만족한다:
- 2 개의 유전체 필름들(100a)이 직접 접촉하는 대향 표면(S)의 부분은 90 % 보다 크고,
- 2개의 유전체 필름들(100a)이 직접 접촉하지 않는 인터페이스 Σ의 모든 영역에서, 이들 필름은 PΣ 개(PΣ ≥ 1)의 두께들의 "기생" 유전체들(600)에 의해 국부적으로 분리되며, 각각의 두께는 비유전율 [εp l] 및 유전체 강도 [Ep l]를 갖고, 이들은 다음을 만족시키며,
εp l Ep l ≥ Min(εf i Ef i)
여기서 "p"는 "기생 유전체의 두께"를 의미하고 "l"은 "l 번째 두께" 를 의미하며, 1 ≤ l ≤ PΣ 이다.
달리 말하면, 캐패시터를 구성하는 스택의 설계는 다음과 같이 이루어지는바, 2개의 전하 함유 구조들의 대향 표면에 대응하는 영역에서는 유전체 필름의 표면의 기껏해야(at best) 100 % 가 전하 함유 구조 또는 다른 유전체 필름 중 하나와 접촉하여, 서로 다른 인터페이스들에서 기생 유전체 영역들의 존재를 방지한다.
여러 개의 유전체 필름들로 구성된 유전체층을 갖는 것의 장점은 유전체 필름 내의 결함의 영향을 최소화하는 것이다. 실제로, 통게적으로는 N 개 (N≥2)의 유전체 필름의 스택 내에는 N 개의 결함들이 중첩되지는 않는다. 따라서, 스택에 있어서, 유전체 필름의 결함의 존재는 용납될 수 없는 것이 아니다. 하나의 필름이 존재하는 경우, 결함은 본질적으로 용납할 수 없다.
이하, 상술한 바와 같은 캐패시터를 획득할 수 있는 방법이 설명될 것이다.
예제 1:
이 예제와 관련하여 다음의 가정들이 고려된다.
- εf ≥ 10 인 유전율의 주요 유전체 필름(100)은 자가-지지형이 아니다. 이것은 오직 지지층(101) 상에 예를 들어 0.05㎛ 내지 50㎛의 두께로 압출 또는 코팅에 의해서만 제조될 수 있다.
-지지층(101)(도 9)은 그것의 면들 중 적어도 하나에서 금속화된 유전체 필름이며, 비유전율 [εf'] 및 두께 [ef'] 를 갖는다.
- 유전체 필름(100)은 지지층(101)의 금속화된 측면 상에 증착되며, 따라서 유전체 필름(100)은 지지층(101)의 금속화된 측면과 직접 접촉한다(전술한 설명에서 정의된 의미에서).
- 지지층(101)을 갖는 주요 유전체 필름(100)은, 예를 들어 진공 증발과 같은 통상적인 금속화 방법을 경험할 수 있다.
본 일례에서 그리고 도 9 내지 도 17에서 금속화된 측면들은 M으로 지칭된다.
본 방법은 앞선 설명에서 정의된 기본 구성을 획득하기 위해, 주요 유전체 필름(100)의 자유면에 제 1 금속화 단계를 적용함으로써 구현된다. 따라서, 유전체 필름(100)은 2 개의 대향하는 전하 함유 구조들과 직접 접촉한다.
도 9는 이 단계의 구현 결과를 도시한다.
제 2 단계는 캐패시터 자체를 제조하는 단계이다. 이를 위해, 지지층(101)이 제공된 금속화된 유전체 필름(100) 자체를 코일링하거나 또는 이러한 유형의 동일 구조들 여러 개를 적층할 필요가 있다.
그 다음, 지지층(101)의 유전 특성은 2 개의 ECBS들(이 경우 코일링된 또는 적층된 금속화된 측면들) 사이의 상보적인 절연체로서 작용한다. 따라서, 다음의 관계식을 만족할 필요가 있다:
ef' Ef' ≥ ef Ef
따라서, 캐패시터는 지지층(101)을 통한 임의의 브레이크다운으로부터 독립적으로 동작할 수 있다.
이를 행하기 위해, 제 1 변형예는 주요 유전체 필름(100)의 그것과 자유면의 금속화를 매칭시키도록 주의하면서 2 개의 대향하는 측면들 상에서 금속화되는 지지층을 시용하는 것을 포함한다(이는 금속화들이 서로 미러링됨을 의미한다). 따라서, 2 개의 금속화된 측면들은 코일링 또는 적층할 때에 매칭되므로, 이들은 하나의 동일한 ECBS로서 동작한다.
도 10이 참조될 수 있으며, 도 10은 적층을 수행함으로써 구현된 이러한 제 1 변형예를 도시한다.
제 2 변형예는 오직 일 측면에서만 금속화되는 지지층(101)을 사용하는 것을 포함한다.
이러한 조건하에서, 지지층(101)의 비금속화된 측면은 앞선 설명에서 정의된 의미에서 선험적적으로, 유전체 필름(100)의 금속화된 측면과 직접 접촉하지 않는다. 따라서 "기생" 유전체 영역이 인터페이스에 존재할 수 있다.
이러한 경우, 금속화된 필름 캐패시터를 제조하기 위한 통상적인 원칙들을 만족시키면서(예를 들면, 열처리), 비유전율 εf' ≤ 10 인 지지층(101)을 사용하는 것이 바람직하다.
도 11은 이러한 제 2 변형예를 스택의 일부로 구현하여 얻은 결과를 도시한다.
다시 한번 말하면, 도 11은 매우 단순화된 극화 도면으로서, 단지 일례로서 주어진 것이다. 특히, 표현된 간격은 과장된 것이며, 실제 상황을 표현하지 않는다.
또 다른 변형예는 다음의 조치들(precautions)을 취하는 것이다:
제 1 조치는 진공에서(일반적으로 10 mbar 이하의 압력)에서 코일링 또는 적층 작업을 수행하는 것이다.
앞선 조치와는 독립적인 제 2 조치는 코일링 또는 스태킹할 때 공기를 빠져 나가게 함으로써 다공성 금속 스트립을 금속화층 또는 이의 보완물로서 사용하는 것이며, 이는 ECBS와 유전체 사이의 직접적인 접촉을 보장할 것이다.
제 3 조치는 이전의 조치들을 보완하는 것으로서, 코일링 또는 스태킹 동안 앞선 것들 상에 각각의 새로운 층을 양호하게 도금하는 것을 보장하는 것이며, 예를 들어, 가압 롤러를 통해 압력을 인가 또는 코일링 구현에서 장력 각도와 관련된 제어에 의한 것이다.
예제 2
본 일례에서는 다음의 가정들이 고려된다.
- εf ≥ 10 인 유전율의 주요 유전체 필름(100)은 자가-지지형이 아니다. 이것은 오직 지지층(101) 상에 예를 들어 0.05㎛ 내지 50㎛의 두께로 압출 또는 코팅에 의해서만 제조될 수 있다.
- 지지층(300)은 금속 스트립이다.
- 유전체 필름(100)은 지지층(101)의 적어도 일 측면 상에 증착되며, 따라서 유전체 필름(100)은 전술한 설명에서 정의된 의미에서, 지지층(101)과 직접 접촉한다.
- 지지층(101)을 갖는 주요 유전체 필름(100)은 선험적으로(a priori), 통상적인 금속화 방법을 경험할 수 없다.
도 12는 금속 스트립(300)에 기초한 이러한 유전체 필름을 나타내고, 도 13은 또 다른 유전체 필름(101)에 기초하는 도 12의 구조를 나타낸다.
필름들(100과 300)이 하나의 엔티티로 간주된다는 점을 제외하고는, 이러한 마지막 구성은 이전 구성과 매우 유사하다는 것을 분명히 알 수 있으며 그리고 앞서 서술된 것과 동일한 권장 사항을 따라야한다.
필름(101, 301)(도 14)으로서, 필름들(100 및 300)과 동일한 성질의 어셈블리를 사용하는 것이 유리할 것인바, 이는 캐패시터의 체적 캐패시턴스를 두 배로 만들 수 있다. 이것은 유전체 필름(100)이 지지층(300)의 양면 상에 증착되고, 이어서 필름(101)과 동일하게 식별되는 경우에 수행된다.
도 14는 도 12에 도시된 것과 같은 여러 구조의 스택을 나타내고, 도 15는 도 13에 나타낸 것과 같은 여러 구조의 스택을 나타낸다.
도 15는 스택 내의 임의의 다른 증착이 없이, VHCFC의 제 2 극을 구성하는 ECBS(301), 2개의 ECBS 사이의 전기 절연체로 충전된 유전체 필름들(100 및 101)이 다른 ECBS(300)에 의해 이미 지탱되어 있음을 도시한다.
다시 한번, 중요한 변형예는 그것의 지지 필름(300)을 구비한 주요 유전체 필름(10)이 가령, 진공 증착과 같은 통상적인 금속화 방법을 경험할 수 있다는 사실에 의존한다. 이러한 변형예는 일 측면의 금속화의 경우(도 16의 스택으로 도시된 바와 같이) 또는 2개의 측면들의 금속화의 경우(도 17의 스택으로 도시돤 바와 같이)에 따라, 앞선 것들과 동일한 권고 사항들(예제 1 - 또 다른 변형예의 끝 부분에 서술된 권고 사항들)을 따른다. 도 24와 같이 이들 도 16 및 도 17에서, 상기 층들은 주름들(corrugations)로 표현되는데, 이는 이들의 표면에서 균일성 및 규칙성이 없음을 나타내기 위한 것이다. 하지만, 다시 한번, 이것은 단지 착시일뿐이다.
전술한 일례들에서는, 주요 유전체 필름이 자가-지지형이 아닌 경우가 선택되었다.
하지만, 자가-지지형(self-supporting) 주요 유전체 필름을 구비한, 본 발명에 따른 필름 캐패시터를 제조하는 것도 또한 가능하다.
이러한 양상이 도 18 및 이하의 도면들을 참조하여 이하에서 상세하게 설명 될 것이다.
예제 3
이러한 예제와 관련하여 다음의 가정들이 고려된다.
이 예제와 관련하여 다음의 가정들이 고려된다.
- εf ≥ 10 인 유전율의 주요 유전체 필름(100)은 자가-지지형이다. 이것은 예를 들어, 0.05㎛ 내지 50㎛의 두께로 압출 또는 코팅에 의해서 제조될 수 있다.
- 자기 지지형 필름은 예를 들어 진공 증발과 같은 통상적인 금속화 방법을 경험할 수 있다.
이 방법은 발명의 상세한 설명에서 앞서 정의된 바와 같은 기본 구성을 획득하기 위해 자기 지지형 필름(100)의 양 측면을 금속화하기 위한 제 1 단계에 의해 구현된다. 따라서, 유전체 필름은 2개의 대향하는 전자 전하-함유 구조들과 직접 접촉한다.
도 18은 상기 단계의 구현 결과를 도시한다.
본 도면 및 다음의 도면들에서, 금속화층들은 M으로 표시된다.
제 2 단계는 캐패시터 자체를 제조하는 단계이다. 이를 수행하기 위해, 그것의 양 측면들(100) 상에서 금속화된 유전체 필름을 코일링하거나 또는 이러한 유형의 동일한 구조들 여러 개를 스택시킬 필요가 있다. 하지만, 코일링 또는 스태킹 중에 제 2 유전체 필름(200)을 도입함으로써, 2 개의 금속화된 측면들을 서로 절연시키는 것이 요구된다.
이를 위해, 제 1 변형예는 양면에 금속화된 유전체 필름(200)을 사용하고, 금속화된 측면들을 매치 시키도록주의를 기울여(필름들이 서로 미러링되도록) 구성된다. 따라서 코일 링 또는 스태킹 할 때 양면이 일치하여 하나의 동일한 ECBS로 작동한다.
이를 행하기 위해, 제 1 변형예는 금속화된 측면들을 매칭시키도록 주의하면서(따라서, 필름들이 서로 미러링된다), 양 측면들 상에서 금속화되는 유전체 필름(200)을 시용하는 것을 포함한다. 따라서, 코일링 또는 적층할 때에 2 개의 측면들이 매칭되므로, 이들은 하나의 동일한 ECBS로서 동작한다.
이 경우, 우리는 동일한 성질의 필름들(100과 200)을 사용하면 캐패시터의 볼륨 캐패시턴스를 2 배로 늘릴 수 있다는 사실을 활용할 것이다.
다른 한편으로, 서로 다른 성질(상이한 두께 [ef'] 및 유전체 강도[Ef']) 의 유전체 필름(200 )이 사용된다면, 다음 규칙을 만족할 필요가 있다:
ef' Ef' ≥ ef Ef
따라서, 캐패시터는 제 2 유전체 필름(200)을 통한 임의의 브레이크다운과는 독립적으로 동작할 수 있다.
도 19가 참조될 수 있으며, 도 19는 스택의 일부로서 구현되는 이러한 제 1 변형예를 예시한다.
제 2 변형예는 금속화된 측면을 유전체 필름(100)의 측면들 중 하나와 매치 시키도록 주의하면서, 오직 일 측면에서 금속화되는 유전체 필름(100)을 사용하는 것이다. 따라서, 유전체 필름(200)의 금속화는 유전체 필름(100)의 금속화들 중 하나와 미러링되며, 2개의 측면들은 코일링 또는 스택킹시 매칭되며, 나중에 하나의 동일한 ECBS로서 작용한다.
하지만, 유전체 필름(200)의 비금속화된 측면은 선험적으로, 본 명세서에서 상기 정의된 의미에서 유전체 필름(100)의 제 2 금속화된 측면과 직접 접촉하지 않는다. 따라서 "기생" 유전체 영역들이 인터페이스에 존재할 수 있다.
이 경우, 금속화된 필름 캐패시터(예를 들면, 열처리)를 제조하는 통상의 원칙들을 만족하면서도 비유전율 εf' ≤ 10인 유전체 필름(200) 사용하는 것이 바람직하다.
도 20이 참조될 수 있으며, 도 20은 스택의 일부로서 구현되는 제 2 변형예의 결과를 도시한다.
다시 한번 말하지만, 도 20은 일례로서 주어지는 매우 간략화된 극화도이다. 특히, 표현된 간격은 과장된 것이며 현실을 나타내지 않는다.
또 다른 변형예는 예제 1의 끝에서 앞서 제시된 원칙들을 사용하는 것이다.
제 3 변형예는 비금속화된 유전체 필름(200)을 사용하는 것을 포함한다.
이 경우에, 유전체 필름(200)의 측면들 중 그 어느 것도 본 명세서의 앞서 정의된 의미에서, 선험적으로, 유전체 필름(100)의 금속화된 측면과 직접 접촉하지 않는다. 따라서 "기생" 유전체 영역들이 각 인터페이스에 존재할 수 있다.
이 경우, 금속화된 필름 캐패시터(예를 들면, 열처리)를 제조하는 통상의 원칙들을 만족하면서도 비유전율 εf' ≤ 10인 유전체 필름(200) 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 변형예를 구현한 결과가 도 21에 도시되며, 도 20에서 볼 수있는 것과 동일한 대표성을 갖는다.
또 다른 변형예는 예제 1의 끝에서 위에 제시된 원칙을 사용하는 것이다.
예제 4
이 예제와 관련하여 다음의 가정들이 고려된다.
εf ≥ 10 인 유전율의 주요 유전체 필름(100)은 자가-지지형이다. 0.05㎛ 내지 50㎛의 두께 [ef]를 갖는 이러한 물질의 필름들은 예를 들어, 압출 또는 코팅에 의해서 제조될 수 있다.
주요 유전체 필름(100)은 선험적으로, 통상적인 금속화 방법을 경험할 수 없다.
다음으로, 상기 방법은 아래의 것들을 코일링(코일형 캐패시터 버전)함에 의해서, 또는 스택킹(적층형 캐패시터 버전)함에 의해서 수행될 수 있다:
- 제 1 ECB를 구성하는 제 1 금속 스트립(300),
- 제 1 주요 유전체 필름(100),
- 제 2 ECB를 구성하는 제 2 금속 스트립(400),
- 제 2 유전체 필름(200)(2개의 ECBSs를 분리하기 위해 두께 [ef'] 및 유전체 강도 [Ef']를 갖음).
스택의 경우, 도 22에 도시된 바와 같은 구조가 얻어진다.
동일한 성질의 필름들(100 및 200)을 사용하는 것이 유리하며, 이것은 캐패시터의 볼륨 캐패시턴스를 2배로 만들 수 있다.
만일, 서로 다른 성질(두께 [ef'] 및 유전체 강도 [Ef']에 있어서)의 유전체 필름(200)이 사용된다면, 다음의 규칙을 만족시킬 필요가 있을 것이다.
ef' Ef' ≥ ef Ef
따라서, 캐패시터는 유전체 필름(200)을 통한 임의의 브레이크다운과 독립적으로 동작 할 수 있다.
또 다른 가능성은 예제 1의 끝에서 앞서 제시된 원칙을 사용하는 것이다.
주요 유전체 필름(100)이 예를 들어 진공 증발과 같은 통상적인 금속화 방법을 수행할 수 있을 때 변형예가 고려될 수 있다.
실제로, 캐패시터 구성의 사용 중에, 어플리케이션에 의해 요구된 전력이 단순한 금속화에 의해 이송되기에 너무 중요하다면, 임의의 필름이 필요하게 될 수 있다.
이 경우, 상세한 설명에서 앞서 정의된 바와 같은 기본 구성을 획득하도록, 주요 유전체 필름(100)의 양면을 금속화함으로써 본 발명에 따른 방법이 수행된다. 따라서, 유전체 필름은 2 개의 대향하는 ECBS와 직접 접촉한다.
이러한 단계로부터의 결과가 도 23에 도시된다.
제 2 단계는 캐패시터 자체를 제조하는 단계이다. 이를 위해 앞서 설명한 방법을 적용하면 충분하다.
스택의 경우, 도 24에 도시된 것과 같은 구조가 얻어진다. 그러나, 각각의 금속화된 측면이 금속 스트립과 전기적으로 접촉하는 한, 최종 ECBS는 콘택하는 금속 증착 및 금속 스트립으로 구성된다, 그러므로 주요 유전체 필름은 2개의 ECBS와 직접 접촉 상태를 유지한다.
참고로, 유전체 필름(200)의 양면의 금속화는 그 성질에 따라 권장되지만 반드시 그럴 필요는 없다.
마찬가지로, 주요 유전체 필름(100)의 오직 일 측면만이 금속화되는 혼합 방법을 고려할 수도 있다. 이 경우 고려되는 가장 제한되는 방법에 의해서 요구되는 조치들을 따를 필요가 있다.
일반적인 참고들(general remarks)
금속화된 필름 캐패시터들을 확보하는데 고유한 공지된 기술들(고-저항 금속화, 가변 저항 금속화, 통합 퓨즈를 이용한 금속화, 기타 등등)은 앞서 서술된 금속화된 필름 구성들에 유리하게 적용될 수 있지만, 이를 특별히 자세히 서술할 필요는 없다.
하지만, 이러한 기술들은 직접 접촉의 90%까지 임계값을 낮추거나 또는 직접 접촉이 없는 영역에서 위에 정의된 조건을 만족하지 않는 유전체의 존재를 허용할 수 있다. 이렇게 함으로써, 문제가 되는 모든 영역들에서 국부화된 브레이크다운들이 있게 될 것이다. 하지만, 안전 디바이스의 크기를 적절하게 결정하면 이러한 브레이크다운 자체가 안전해야한다. 그 결과 사실상 문제인 영역들의 전기 절연과 유전체 필름과 ECBS 사이의 100% 의 직접 접촉을 구비한 이상적인 구성이 달성된다. 이것은 대향하는 연결된 표면의 손상으로 귀결되며, 이는 안전한 영역들의 전체 면적을 감소시킬 것이다.
금속화에 통합된 퓨즈들을 사용하는 금속화된 필름 캐패시터를 확보함에 있어서 고유한 공지된 기술은, 캐패시터에 국부적으로 저장된 에너지(즉, 퓨즈의 전기적 관점에서 합리적으로 가까운 환경에서) 및 상기 퓨즈 및 선택적으로 주변 영역을 작동(즉, 탈금속화)하는데 필요한 에너지 사이의 타당성 원리(principle of adequacy)에 작용한다. 이러한 기술은 통상적인 전-필름 캐패시터, 즉 낮은 비유전율 εf (εf < 10)의 유전체 절연체를 사용하는 것에는 적용되지 않는다.
실제로, 국부적으로 이용가능한 에너지는 ECBS 역할을 하는 금속 시트에서 설계된 퓨즈를 녹이기 위해 필요한 에너지에 비하여 너무 낮게 유지된다. 이것은 전기 절연체의 높은 비유전율(εf ≥ 10)이 저장된 에너지 밀도를 상당히 증가시킬 수 있는 VHCFC에서는 더 이상 발생하지 않는다.
전-필름 캐패시터는 상술된 구성예들에 따라 그리고 직접 통합된 퓨즈를 포함하는 하나 이상의 ECBS(300 및/또는 400)를 사용하여(이들이 금속화를 위한 것이 될 수 있기에) 만들어 질 수 있다. 퓨즈 제조 기술은 분명히 다를 것이다. 다음의 기술들이 고려될 수 있다.
1/ 고체 금속 시트로부터 물질을 제거하고, 남아있는 물질이 퓨즈를 구성한다:
- 레이저 등에 의한 금속을 기화시킴으로써,
- 금속을 펀칭 또는 기계적 드릴링함에 의해,
- 금속의 용해 또는 화학적 에칭에 의해,
2/ 고체 금속 시트에 물질을 추가하고, 추가된 물질의 일부가 퓨즈를 구성한다:
- 용접(welding) 또는 브레이징(brazing), 퓨즈로서 작용하는 브리지들에 의해, 또는 임의의 다른 물리적 관련 기술에 의해,
- 클린칭, 스탬핑 또는 기타 기계적 관련 기술에 의해,
이러한 기술들 이외에도 다른 기술들이 또한 사용될 수 있다.
캐패시터 제조의 고유한 기술들(마진 존중, 가능한 필름 오프셋의 사용, 주름진 가장자리의 사용, 돌기에 의한 금속화, 열처리, 연결성, 패키징, 저전압 번인, 과압력의 경우 디스커넥션 시스템, 등)은 본 명세서에 기재된 모든 구성들에 유리하게 적용가능하다.
다음을 유의해야 하는바, 본 출원에 제시된 대부분의 것들은 앞서 정의된 의미에서의 직접 접촉이 유전체층의 각각의 인터페이스에서 존중된다는 조건에서, 하나의 유전체 필름이 아닌 여러 개의 유전체 필름들로 구성된 유전체층에 적용될 수 있다.

Claims (18)

  1. 적어도 하나의 유전체 필름들(100a ..., 100i)로 구성된 유전체층(100)을 포함하는 초 고용량성 필름 캐패시터(very high capacitance film capacitor)(1)로서, 상기 유전체층(100)의 각각의 유전체 필름(100a ..., 100i)은 다음과 같은 파라미터들을 가지며:
    - εf i ≥ 10 인 비유전율(relative dielectric permittivity) [εf i]
    - 0.05㎛ ≤ ef i ≤ 50㎛ 인 두께 [ef i]
    - Ef i ≥ 50 V/㎛ 인 유전체 강도(dielectric strength) [Ef i]
    여기서, "f"는 필름(film)을 의미하고, i ≥ 1 이며, "i"는 상기 유전체층(100)의 "i 번째" 유전체 필름(100i)을 나타내며,
    상기 유전체층(100)은 제 1 전자 전하-함유 구조(electronic charge-bearing structure)(200)과 제 2 전자 전하-함유 구조(300)를 분리시키며, 이들 2개의 구조들은 상기 유전체층(100)에 의해 분리되는 대향면(S)를 가지며,
    다음을 특징으로 하는바(characterized by the fact that):
    A/ 상기 유전체층(100)과 상기 제 1 구조(200) 사이의 인터페이스는 다음의 요건들을 만족시키며:
    - 상기 제 1 구조(200)와 상기 유전체층(100)이 직접 접촉하는(directly in contact) 상기 대향면(S)의 부분(portion)은 90 %보다 크고,
    - 상기 제 1 구조(200)와 상기 유전체층(100)이 직접 접촉하지 않는 상기 인터페이스의 모든 영역들에서 상기 제 1 구조(200)와 상기 유전체층(100)은 N 개(N ≥ 1)의 두께들의 "기생 유전체들"(400)에 의해서 국부적으로 분리되고, N 개의 두께들 각각은
    εp j Ep j ≥ Min(εf i Ef i )
    를 만족시키는 비유전율 [εf j] 및 유전체 강도 [Ep j]를 가지며, 여기서 "p"는 기생 유전체의 두께를 의미하고, "j"는 "j 번째" 두께를 나타내며(1 ≤ j ≤ N),
    B/ 상기 유전체층(100)과 상기 제 2 구조(300) 사이의 인터페이스는 다음의 요건들을 만족시키며:
    - 상기 제 2 구조(300)와 상기 유전체층(100)이 직접 접촉하는(directly in contact) 상기 대향면(S)의 부분(portion)은 90 %보다 크고,
    - 상기 제 2 구조(300)와 상기 유전체층(100)이 직접 접촉하지 않는 상기 인터페이스의 모든 영역들에서 상기 제 2 구조(300)와 상기 유전체층(100)은 M 개(M ≥ 1)의 두께들의 "기생 유전체들"(500)에 의해서 국부적으로 분리되고, M 개의 두께들 각각은
    εp k Ep k ≥ Min(εf i Ef i )
    를 만족시키는 비유전율 [εf k] 및 유전체 강도 [Ep k]를 가지며, 여기서 "p"는 기생 유전체의 두께를 의미하고, "k"는 "k 번째" 두께를 나타내며(1 ≤ k ≤ M),
    다음의 추가적인 조건들이 적용되며:
    C/ 상기 유전체층(100)이 2 이상의 유전체 필름(100i)으로 구성되는 경우, 2 개의 유전체 필름들(100i) 사이의 임의의 인터페이스 Σ에서, 다음 조건들을 만족시킨다:
    - 2 개의 유전체 필름들(100i)이 직접 접촉하는 상기 대향면(S)의 부분(portion)은 90 %보다 크고,
    - 상기 2 개의 유전체 필름들(100i)이 직접 접촉하지 않는 인터페이스 Σ의 모든 영역들에서 이들 2 개의 유전체 필름들은 PΣ 개(PΣ ≥ 1)의 두께들의 "기생 유전체들"(600)에 의해서 국부적으로 분리되고, PΣ 개의 두께들 각각은
    εp l Ep l ≥ Min(εf i Ef i )
    를 만족시키는 비유전율 [εf l] 및 유전체 강도 [Ep l]를 가지며, 여기서 "p"는 기생 유전체의 두께를 의미하고, "l"은 "l 번째" 두께를 나타내며(1 ≤ k ≤ PΣ), 상기 유전체층은 오직 무기물인 경우를 제외하고(excluding an exclusively mineral material), 폴리머 물질로 구성되거나 또는 폴리머 물질을 기반으로 하는 것을 특징으로 하는 초 고용량성 필름 캐패시터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유전체층(100)은 자가-지지형(self-supporting)이 아닌 것을 특징으로 하는 초 고용량성 필름 캐패시터.
  3. 제2항에 따른 필름 캐패시터를 제조하는 방법으로서,
    a) 비유전율 [εf'] , 두께 [ef'] 및 유전체 강도 [Ef'] 를 갖는 "지지층(supprot layer)" 이라 지칭되는 제 2 유전체층(101)을 이용하는 단계, 상기 제 2 유전체층(101)은 상기 제 2 유전체층(101)의 2 개의 대향하는 면들(opposite sides) 중 적어도 하나에서 금속화되며;
    b) 상기 지지층의 금속화된 면과 접촉하도록 상기 지지층(101) 상에 상기 유전체층(100)을 증착하는 단계;
    c) 단계 b)의 종료시에 프리하게 남아있는(remained free) 상기 유전체층(100)의 일면에 대한 금속화를 진행하는 단계;
    d) 단계 c)로부터 획득된 세트 자체에 대한 코일링을 진행하거나 또는 단계 c)로부터 획득된 여러 세트들의 적층(stacking)을 진행하는 단계를 포함하며,
    상기 유전체층(100)과 상기 지지층(101)은 ef' Ef' ≥ ef Ef 를 만족하며, 여기서 "ef" 및 "Ef"는 제1항에 정의된 바와 같은 것을 특징으로 하는 필름 캐패시터를 제조하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    양면들(both sides)이 금속화된 지지 필름(101)이 이용되며, 그리고 단계 d)에서, 상기 유전체층(100)의 금속화된 표면은 상기 지지층(101)의 상기 양면들 중 하나와 매칭(미러링)되는 것을 특징으로 하는 필름 캐패시터를 제조하는 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    양면들 중 일면이 금석화된 지지 필름(101)이 이용되며, 그리고 단계 d)에서, 상기 유전체층(100)의 금속화된 표면은 상기 지지층(101)의 금속화된 일면과 매칭(미러링)되는 것을 특징으로 하는 필름 캐패시터를 제조하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    비유전율 [εf']이 10 이하인 지지층(101)이 사용되는 것을 특징으로 하는 필름 캐패시터를 제조하는 방법.
  7. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단계 d)는 진공에서 또는 10 밀리바(mbar) 이하의 압력에서 수행되는 것을 특징으로 하는 필름 캐패시터를 제조하는 방법.
  8. 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단계 d)에서, 이전 세트 상에 새로운 세트를 도금하는 것이 압력을 가함으로써 특히 가압 롤러를 통해서 수행되거나 또는 장력 각도(tension angle)를 제어함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 필름 캐패시터를 제조하는 방법.
  9. 제3항에 있어서,
    a) 금속 스트립으로 구성된 지지 필름(300) 상에 상기 유전체층(100)을 증착하는 단계;
    b) 단계 a)로부터 획득된 세트를 유전체 지지층(101) 상에 증착하는 단계;
    c) 단계 b)로부터 획득된 세트를 금속 스트립으로 구성된 제 2 지지 필름(400) 상에 증착하는 단계;
    d) 단계 c)로부터 획득된 세트 자체에 대한 코일링 또는 단계 c)로부터 획득된 여러 개의 세트들에 대한 적층을 진행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 필름 캐패시터를 제조하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 유전체층들(100, 101)은 동일한 것을 특징으로 필름 캐패시터를 제조하는 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 지지 필름들(300, 400)은 동일한 금속 스트립들인 것을 특징으로 필름 캐패시터를 제조하는 방법.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 a)와 단계 b) 사이에서, 프리하게 남아있는(remained free) 상기 유전체층(100)의 일면이 금속화되는 것을 특징으로 필름 캐패시터를 제조하는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    단계 b)와 단계 c) 사이에서, 프리하게 남아있는(remained free) 상기 유전체 지지층(100)의 일면이 금속화되는 것을 특징으로 필름 캐패시터를 제조하는 방법.
  14. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 d)는 진공에서 또는 10 밀리바(mbar) 이하의 압력에서 수행되는 것을 특징으로 하는 필름 캐패시터를 제조하는 방법.
  15. 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 d)에서, 이전 세트 상에 새로운 세트를 도금하는 것이 압력을 가함으로써 특히 가압 롤러를 통해서 수행되거나 또는 장력 각도(tension angle)를 제어함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 필름 캐패시터를 제조하는 방법.
  16. 제9항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    다공성 스트립들이 사용되는 것을 특징으로 필름 캐패시터를 제조하는 방법.
  17. 제9항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    퓨즈들이 결합된 스트립들이 사용되는 것을 특징으로 필름 캐패시터를 제조하는 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    - 남아있는 물질이 상기 퓨즈들을 구성하도록 상기 스트립으로부터 물질을 제거하는 것, 상기 제거는 금속의 분무, 금속의 펀칭 또는 기계적 드릴링, 금속의 용해 또는 화학적 에칭과 같은 기술에 의해 수행되고;
    - 추가된 물질이 상기 퓨즈들을 구성하도록 상기 스트립에 물질을 추가하는 것, 상기 추가는 용접(welding), 브레이징(brazing), 클린칭 또는 스탬핑과 같은 기술에 의해 수행되며,
    상기 퓨즈들의 결합은 상기 기술들 중 어느 하나를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 필름 캐패시터를 제조하는 방법.
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