KR920009175B1 - 필름 콘덴서 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

필름 콘덴서 및 이의 제조방법

제1도는 본 발명에 관한 필름 콘덴서와 그 제조방법의 실시예를 설명하기 위한 것으로서,

제1a도는 한계부를 지나는 광축의 금속화 필름의 사시도.

제1b도는 이 금속화 필름을 적층한 상태를 표시한 단면도. 제1e도∼제1f도는 제조공정의 일부를 표시하는 단면도.

제2도는 제1e도의 확대 단면도.

제3a도∼제3c도는 본 발명에 관한 필름 콘덴서의 내습부하특성을 종래품 및 비교예의 그것과 대비하여서 표시하는 도.

제4a도∼제4e도는 본 발명에 관한 필름 콘덴서의 고온부하특성을 종래품 및 비교예의 그것과 대비하여서 표시하는 도.

제5도는 권회형 콘덴서의 일예를 표시하는 사시도.

제6a도∼제6e도는 종래의 콘덴서의 구성과 제조공정의 일부를 표시하는 도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 금속화 필름 1a : 내부전극

1b : 유전체 필름 2 : 한계부

3 : 콘덴서 메트릭스 4 : 함침체층

5 : 단면전극

본 발명은 필름 콘덴서 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

근년에 전주부품에 대하여서 소형화, 경량화, 고성능화, 저가격화가 요망되고 있어 필름 콘덴서에 대하여서도 칩화(chip 化)에 대응하기 위한 개발이 진행되고 있다. 그 고성능화를 위해 내압, 내습특성을 향상시키는 연구도 행하여지고 있다.

필름 콘덴서의 내압성, 내습성을 소외(疏外)하고 있는 요인으로서는 유전체 필름과 전극과를 적층하고, 혹은 유전체 필름상에 금속막을 형성한 금속화 필름을 적충한 때에 그 내부에 들어 있는 공기의 고임의 존재가 고려된다. 이 공기의 고임에 의해서 적충체중에 틈새가 있으면, 이 틈새에 수분이 침입하여서 전극이 부식하거나, 그러므로 코로나(corona)방전이 일어나서 필름이나 전극을 열세화시키거나 하여서 콘덴서 특성이 저하하고 만다.

이와 같은 현상의 발생을 방지하기 위해 상술한 틈새에 에폭시 수지나 우레탄 수지 혹은 오일이나 왁스를 함침시켜서 빈틈을 없애고 내습성을 향상시키는 것이 행해지고 있다.

이하, 제6도를 참조하여서 종래의 함침형(含浸型) 필름 콘덴서의 제조방법의 일예에 대하여 설명한다.

이 도면에 있어서, (61)은 편면(片面) 금속화 필름으로서, 전극으로 되는 금속막(61a)이 필름(61b)의 한편의 면상에 진공중착법 등으로 형성되어 있는 것이다. (62)는 필름틈새, (63)은 비금속화부인 한계부, (65)는 필름 콘덴서 소자이다.

이 방법에서는 우선 제6a도에 표시하는 바와 같이 편면 금속화 필름(61)을 필름폭방향으로 교호로 벗어나게 한 상태에서 권회 혹은 적층하여서 필름틈새(62)를 형성하면서 필름 콘덴서 소자(65)를 형성한다. 또한, 필름 콘덴서 소자(65)는 엠보스(emboss) 가공 혹은 구멍 가공을 시공한 광폭의 편면 금속화 필름을 권회 혹은 적층하여서 전극인출 단면부에서 절단하는 것에 의해 얻어지는 것과 같은 모양의 것이다.

다음에 제6b도에 표시하는 바와 같이 전극인출단면에 용사법(溶射法)에 의하여 단면전극(66)을 형성하여서 전극(61a)과의 전기적 접촉을 얻는다. 이와 같이 하여서 얻어진 콘덴서 소자(67)를 제6c도에 표시한다.

그리고, 제6b도에 표시하는 바와 같이 콘덴서 소자(67)를 절단하여서 단위 콘덴서 소자(67)를 수득한다.

이 단위 콘덴서 소자(67)를 진공중에서 에폭시 수지나 우레탄 수지중에 침지하고, 그 상태에서 대기압에 되돌려서 적층시에 생긴 틈새에 수지를 함침시켜서 경화시키는 것에 의해, 제6e도에 표시하는 바와 같이 편면 금속화 필름(61) 사이의 틈새에 수지층(68)을 형성하여서 내습성과 내압성을 향상시키고 있다.

그리고, 이와 같은 방법에서는 다음과 같은 해결할 과제가 남아있다.

(1) 함참전에 이미 단면전극이 형성되어 있으므로, 함침재료가 필름적층시에 생긴 틈새에 균일하게 함침하지 않는다. 그 때문에 단위 콘덴서 소자내에 빈틈이 남아 충분한 내습성과 내압성이 얻어지지 않는다.

(2) 금속용사법으로 형성된 단면전극에는 기공이 존재하므로, 단면전극중에 함침재료가 들어가서 그 표면을 덮거나 한다. 그 때문에 리이드선을 용접한 경우에는 용접성이 저하하고, 그것을 납땜한 경우에는 납흐름성이 좋지 않으므로 납땜성이 악화한다.

(3) 필름적층시에 생긴 틈새에 함침재료를 함침시키는 공정이, 현상으로 약 12시간 정도의 장시간을 필요로 한다.

본 발명은 이와 같은 과제를 해결하여 내습성과 내압성이 좋고, 단면전극에 대하여서 리이드선을 용이하게 또한 견고하게 접속할 수 있는 필름 콘덴서와, 이 필름 콘덴서를 그 함침공정시간을 단축하여서 생산성이 좋게 제조할 수가 있는 방법을 제공하려고 하는 것이다.

본 발명의 필름 콘덴서는 복수의 전극과 이들 전극간에 배치되고 있는 적어도 1층 이상의 유기재료로 되는 유전체와, 전극 및 유전체의 틈새 또는 유전체 끼리의 틈새에 배치되어 있고, 유기재료로 되는 함침체와, 전극인출 단면에 각각 부여되고 전극과 교호로 접속되어 있는 단면전극을 구비하고, 전극인출 단면부분에 있어서 인접하는 유전체 및 함침체의 단면이 요철면(凹凸面)으로 되어 있는 것이다.

또, 본 발명의 필름 콘덴서의 제조방법은, 복수의 전극과 이들 전극간에 배치되어 있는 적어도 1층 이상의 유기재료로 되는 유전체의 적층물 혹은 권회물(卷回物)의 전극 및 유전체의 틈새 또는 유전체 끼리의 틈새에 유기재료로 되는 함침재료를 함침시키는 공정과, 권회물 또는 적층물의 전극인출 단면을 유기재료의 반응성의 성분을 적어도 함유하는 가스에 접촉시키고, 유전체 및 함침체의 전극인출 단면측부분을 선택적으로 제거하는 공정과, 그후 단면전극을 형성하는 공정을 구비하였다.

본 발명의 필름 콘덴서에 있어서는 전극인출 단면측부분의 유전체와 함침체가 선택적으로 제거되어 있으므로 전극을 상기 단면에 의하여 노출하고, 그에 의해서 단면전극이 노출한 전극부분과 양호하게 전기적으로 접촉을 이룬다. 또, 유전체와 함침체의 각 단면이 전극인출 단면부에 요철을 형성하고 있으므로 단면전극이 이 단면에 견고하게 부착한다. 그리고, 함침재료가 콘덴서 소자의 적층시에 생긴 틈새를 메꾸고 있으므로 콘덴서 소자중의 틈이 극히 적게 되어 내습성 및 내압성이 향상한다.

또, 본 발명의 방법에 있어서는 유지재료로 되는 함침재료의 함침후에 단면전극을 형성하고 있으므로, 그것이 콘덴서 소자의 접촉시에 생긴 틈새에 균일하게 함침한다. 그리고 함침재료가 단면단면전극의 표면에 부착하거나 그 내부에 함유되어지지 않고, 리이드 단자의 부착성이나 납땜성의 양호한 단면전극을 가진 함침형 필름 콘덴서가 얻어진다. 또한, 함침공정시간이 대폭 단축되므로 그 양산성도 높아진다.

[실시예]

이하, 본 발명의 필름 콘덴서 및 그 제조방법의 일실시예에 대하여서 도면을 참조하면서 설명한다.

제1도는 본 발명의 실시예에 있어서의 필름 콘덴서의 구조와 그 제조공정을 설명하기 위한 도이다.

제1도에 있어서, (1)은 금속화 필름으로 알루미늄 증착막으로 되는 내분전극(1a)이 폴리페닐렌설피드 필름으로 되는 유전체 필름의(1b)의 한편의 면상에 형성되고 있는 것이다. (2)는 비금속화부인 한계부, (3)은 콘덴서 메트릭스, (4)는 에폭시 수지를 함침시켜서 형성한 함침체층, (5)는 단면전극이다.

우선 제1a도에 표시하는 바와 같이, 유전체 필름(1b)의 편면에 내부전극(1a)을 형성하여서 금속화 필름(1)으로 하고, 필름 길이방향과 직각의 방향으로 한계부(2)를 형성한다. 한계부(2)가 형성된 금속화 필름(1)을 제1b도에 표시하는 바와 같이 서로 인접하는 1조의 한계부(2)사이의 폭(2W)의 부분이 적층된 상하의 필름으로 1/2씩 벗어나도록 적층하고 혹은 권회하여서 적층물 혹은 권회물로 하고, 한계폭(2W)의 부분의 중앙에서 절단하여서 제1c도에 표시하는 콘덴서 메트릭스(3)을 형성한다.

다음에, 진공용기중에서 콘덴서 메트릭스(3)와 에폭시 수지를 0.1Torr까지 감압하여서 15분간 유지한다. 다음에, 이 압력하에서 콘덴서 메트릭스(3)을 에폭시 수지중에 15분간 침지하고, 그 상태에서 진공용기내에 공기를 서서히 도입하여서 압력을 천천히 대기압까지 되돌리고 15분강 방치하여서 제1d도에 표시하는 바와 같이 적층시에 생기는 내부전극(1a)과 금속화 필름(1)의 비금속화면측의 미소한 틈새에 에폭시 수지를 함침시킨다. 그후, 온도 85℃의 항온조내에 넣고 12시간 유지하여서 에폭시 수지를 경화시킨다. 이에 의하여 내부전극(1a)과 금속화 필름(1)의 비금속화면측의 미소한 틈새에 함침체(4)가 형성된다.

내부에 함침체층(4)이 형성된 콘덴서 메트릭스(3)을 산소 플라즈마 처리장치내에 넣고, 그 전극을 인출한 단면을 산소가스 플라즈마에 접촉시켜서 제1e도에 표시하는 바와 같이 유전체 필름(1b)과 함침체층(4)의 전극인출 단면측부분을 한계폭(2W)보다 좁은 폭으로 선택적으로 제거하고, 내부전극(1a)을 상기 단면에 의하여 노출시킨다. 이때, 유전체 필름(1b)과 함침체층(4)의 각 단면이 요철을 이루고, 그 요철량이 0.2mm를 넘지 않는 범위에서 상기 단면중 90%이상 있도록 형성한다. 그 상태를 제2도에 확대하여서 표시한다.

유전체 필름(1b)과 함침체층(4)의 각 단면 요철량은 0.2mm 이내에서 충분하며, 그 범위의 요철량으로 전극(1a)에 대한 단면전극(5)의 전기적 접촉 및 충분한 부착강도가 얻어진다. 요철량이 0.2mm를 초과하면, 선택적으로 제거하기 위한 처리시간이 길게 되어서 재료의 이용효율이 저하한다.

그리고, 상기 단면에 황동(黃銅)을 용사하여서 제1f도에 표시하는 바와 같이 단면전극(5)을 형성하여서 종래의 방법과 같은 순서로 절단하여서 단위 콘덴서 소자를 얻었다.

본 실시예에 의하면 단면전극(5)을 형성하는데 앞서서 내부전극(1a)과 금속화 필름(1)의 비금속화면측과의 미소한 틈새에 에폭시 수지등의 함침재료를 균일하게 함침시켜서 함침체층(4)에 의해서 틈을 없이 하고 있으므로 콘덴서의 내습성 및 내압성이 향상한다.

또, 전극인출 단면부부을 산소가스 플라즈마와 같은 유기재료와 반응성의 성분을 함유하는 가스에 접촉시키고, 유전체 필름(1b)과 함침체층(4)의 전극인출 단면측부분을 선택적으로 제거하여 전극(1a)을 상기 단면에서 노출시키고, 또 유전체 필름(1b)과 함침체(6)의 단면이 전극인출 단면부에 요철을 형성하고, 그 요철량이 0.2mm를 넘지 않는 범위에서 상기 단면중 90%이상 있도록 형성한 후, 상기 단면에 황동을 용사하고 있으므로 전극(1a)과 양호한 전기적 접촉을 갖는 단면전극(5)을 형성할 수가 있다.

그리고, 단면전극(5)을 형성함에 앞서 에폭시 수지등의 함침재료를 함침시키므로 단면전극(5)중에 그것이 함침되거나, 단면전극(5) 표면을 덮거나 할 수가 없으므로 리이드선 부착성, 납땜성을 향상시킬 수가 있다.

또, 단면전극(5)의 형성전에 함침시키므로 함침공정에 요하는 시간이 대폭 단축되고 콘덴서의 양산성이 높아진다.

또한, 콘덴서 메트릭스(3)를 콘덴서 소자에 분할하기 전에 함침을 하므로 함침시에 피함침물의 형성이 크게 되고 양산성을 높일 수가 있다.

제3도는 본 발명에 의한 필름 콘덴서(a)와 종래기술에 의해 제조된 필름 콘덴서(b)와, 종래기술에 의해 제조되고 또한 함침처리가 행해지고 있지 않은 필름 콘덴서(b)의 내습부하 시험의 결과를 대비시켜서 표시한다. 또한, 각 시료를 모두 필름 콘덴서의 필름두께를 2㎛로 하고, 전극을 두께 300Å의 알루미늄 증착막, 함침재료를 에폭시 수지로 하고, 내습부하 시험조건을 온도 60℃, 상대습도 95%, 인가전압직류 25V로 하였다.

제3a도는 용량 초기치(初期値)에 대한 용량 변화분의 비율(△c/c)을, 제3b도는 tanδ특성의 변화를, 제3c도는 절연저항(IR)의 변화를 각기 표시하고 있다. 또한, 용량 및 tanδ의 값은 주파수 1㎑의 정현파(正弦波) 전압을 인가하여서 측정하고, 또 절연저항(IR)은 25V의 직류전압을 인가하여서 측정하였다.

이들의 결과에서 본 발명에 의한 필름 콘덴서(a)가 종래법에 의한 필름 콘덴서(b),(c)에 비해서 어느 특성에 있어서도 대단히 안정하고 있는 것을 알 수 있다.

제4도는 각각에 대하여서 고온부하 시험을 행한 결과를 표시한다. 또한, 고온부하 조건은 온도 125℃, 인가전압직류 32V로 하였다. 제4a도는 용량 초기치에 대한 용량 변화분의 비율(△c/c)을, 제4b도는 tanδ특성의 변화를, 제4c도는 절연저항(IR)의 변화를 각각 표시하고 있다. 그 측정조건은 상술과 같게 하였다.

이들의 고온부하 시험에 있어서도 본 발명에 의한 필름 콘덴서(a)는 종래법에 의한 필름 콘덴서(b),(c)에 비해서 어느 특성에 있어서도 대단히 안정하고 있는 것을 알 수 있다.

또한, 본 실시예에 있어서는 금속화 필름을 적충하여서 필름 콘덴서를 형성하고 있으나, 예컨대 제5도에 표시하는 바와 같이 필름(21)의 양면에 전극(22)을 형성한 양면 금속화 필름에 유전체층(23)을 형성하여서 그것을 권회하여서 콘덴서 메트릭스로 한 것을 사용하여도 좋다.

또, 본 실시예에 있어서는 유지재료로 되는 유전체 필름과 함침체의 선택적으로 제거하는 방법으로서 산소 플라즈마에 접촉시키는 방법을 사용하였으나, 오존, 소수 플라즈마 또는 불소계 가스의 플라즈마에 접촉시켜서 선택적으로 제거하는 방법을 사용하여도 좋다.

또, 본 실시예에 있어서는 함침재료를 에폭시 수지로 하였으나, 우레탄 수지, 왁스 또는 실리콘 오일을 사용하여도 좋다. 우레탄 수지를 함침 경화시키는 경우에는 온도 45℃의 항온조에서 8시간 방치하면 좋다.

본 발명의 콘덴서에 의하면, 전극인출 단면측부분의 유전체와 함침체가 선택적으로 제거되고, 유전체와 함침체의 각 단면이 전극인출 단면부에 요철이 형성되어 있으므로 전극이 상기 단면에서 노출하고, 단면전극이 노출한 전극부분과 접하므로 그 전기적인 접촉이 극히 양호한 것으로 된다. 또, 단면전극이 이 단면의 요철부로 먹혀 들어가는 형으로 부착되므로 그 부착강도는 종래품에 비해서 현저하게 견고한 것으로 된다.

그리고, 함침재료가 콘덴서 소자의 적층시에 생긴 틈새를 메꾸고 있으므로 콘덴서의 내습성과 내압성이 대폭으로 향상한다.

또, 본 발명의 방법에 의하면 단면전극이 함침재료의 함침후에 형성되므로 함침재료를 콘덴서 소자의 적층시에 생긴 틈새에 균일하게 함침시킬 수가 있다. 그리고, 또 함침재료가 단면전극의 표면에 부착하거나 그 내부에 함유되거나 하지 않으므로 단면전극의 리이드 단자 부착성이나 납땜성을 현저하게 향상시킬 수가 있다. 그리고, 함침공정시간이 대폭 단축되므로 그 양산성도 대폭 향상시킬 수가 있다.

본 발명을 첨부된 도면을 참고로 하여 바람직한 구조와 연관시켜 완전하게 설명하였으나, 본 분야의 전문가는 여러 가지 변경과 수정이 가능함을 알 것이며, 이러한 변경과 수정은 본 발명의 범위내에 포함됨을 이해할 것이다.

Claims (8)

1. 복수의 전극과, 상기 전극간에 배치되고 있는 1층 이상의 유기재료로 되는 유전체와, 상기 전극 및 상기 유전체의 틈새 또는 상기 유전체끼리의 큼새에 배치되고 있는 유기재료로 되는 함침체와, 전극인출단면에 각각 부여되고 상기 전극과 교호로 접속되고 있는 단면전극을 구비하고, 상기 전극인출 단면부분에서 인접하는 상기 유전체 및 상기 함침체의 단면이 유철면을 이루는 것을 특징을 하는 필름 콘덴서.
2. 제1항에 있어서, 단면 전극의 1부분 이상이 전극인출하여 단면보다 5㎛ 이상 돌출하는 전극단면 부분간에 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 필름 콘덴서.
3. 제1항에 있어서, 단면전극의 내부 및 표면에 함침재료가 존재하고 있지 않는 것을 특징으로 하는 필름 콘덴서.
4. 제1항에 있어서, 함침재료로서 에폭시 수지, 우레탄 수지, 실리콘 오일 또는 왁스를 사용한 필름 콘덴서.
5. 복수의 전극과 상기 전극간에 배치되어 있는 1층 이상의 유기재료로 된 유전체의 적층물 혹은 권회물의 상기 전극과 상기 유전체 또는 상기 유전체끼리의 틈새에 유기재료로 되는 함침재료를 함침시키는 공정과, 상기 권회물 또는 적층물의 전극인출단면을 상기 유기재료와 반응성의 성분을 함유하는 가스에 접촉시키고, 상기 유전체 및 상기 함침체의 상기 전극인출 단면측부분을 선택적으로 제거하는 공정과, 그후 단면 전극을 형성하는 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 필름 콘덴서의 제조방법.
6. 제5항에 있어서, 유전체 및 함침체의 전극인출 단면측부분을 산소를 함유하는 플라즈마로 선택적으로 제거하는 것을 특징으로 하는 필름 콘덴서의 제조방법.
7. 제5항에 있어서, 유전체 및 함침체의 전극인출 단면측부분을 불소 혹은 수소를 함유하는 가스 플라즈마로 화학적으로 선택적으로 제거하는 것을 특징으로 하는 필름 콘덴서의 제조방법.
8. 제5항에 있어서, 함침재료로서 에폭시 수지 또는 우레탄 수지를 사용하고, 이를 함침한 후 함침재료를 경화하는 공정을 지니는 필름 콘덴서의 제조방법.

Images