KR20230057764A - 전극형성필름 및 이를 이용한 필름 커패시터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전극형성필름 및 이를 이용한 필름 커패시터에 관한 것으로, 유전체 필름과, 유전체 필름의 폭방향의 일측의 끝단에 정렬되어 유전체 필름의 길이방향을 따라 유전체 필름의 표면에 형성되는 공통전극과, 유전체 필름의 폭방향의 타측의 끝단에서 이격되며 공통전극과 서로 제1간격을 두고 이격되게 유전체 필름의 표면에 배열되어 형성되는 다수개의 분할전극과, 유전체 필름의 폭방향으로 공통전극과 분할전극이나 분할전극과 분할전극이 서로 연결되게 형성되는 다수개의 퓨즈와, 유전체 필름의 길이방향으로 분할전극과 분할전극이 서로 연결되게 형성되는 다수개의 브리지를 포함하며, 분할전극, 퓨즈 및 브리지 중 하나 이상이 유전체 필름의 폭방향이나 길이방향으로 제1간격보다 큰 제2간격으로 이격되어 서로 단차를 가지게 배열되게 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

전극형성필름 및 이를 이용한 필름 커패시터{Metalized film and flim capacitor using the same}
본 발명은 전극형성필름 및 이를 이용한 필름 커패시터에 관한 것으로, 특히 다수개의 분할전극, 다수개의 퓨즈 및 브리지 중 하나 이상이 서로 단차를 가지게 배열되게 형성함으로써 분할전극, 퓨즈 및 브리지 중 하나 이상에 의해 전류가 집중되어 전류밀도가 증가되는 것을 방지할 수 있는 전극형성필름 및 이를 이용한 필름 커패시터에 관한 것이다.
필름 커패시터는 자기회복(self-healing)특성을 가지는 전극형성필름을 이용해 제조된다. 자기회복 특성은 유전체에 절연파괴가 발생하면 절연파괴가 발생한 곳에 증착된 금속패턴이 가열되어 증발되게 함으로써 필름 커패시터를 보호하는 것으로, 관련 기술이 한국등록특허공보 제10-0836567호(특허문헌 1)에 공개되어 있다.
특허문헌 1은 필름 커패시터용 금속화 플라스틱필름 및 필름 커패시터에 관한 것으로, 특허문헌 1의 필름 커패시터용 금속화 플라스틱 필름은 분할전극부와 퓨즈부로 이루어진다. 분할전극부는 전극용 금속이 증착되지 않는 일측의 마진부로부터 필름 폭 방향의 타측을 향하여 필름폭의 1/4 내지 4/5까지 길게 직사각형으로 형성되고 퓨즈부는 마진부 끝단의 분할전극부터 전극용 금속과 접하는 부분 중 어느 하나의 위치에 형상되도록 하여 필름의 길이방향을 따라 일정 간격으로 연속 패턴화되도록 형성된다.
종래의 필름 커패시터용 금속화 플라스틱필름 즉, 전극형성필름은 다수개의 분할전극부나 다수개의 퓨즈부가 전류가 인가되는 방향인 전극형성필름의 폭방향을 따라 서로 일직선상에 위치되게 이격된 상태로 배열되게 형성됨으로써 분할전극부이나 퓨즈부에 전류가 과도하게 집중되어 전류밀도가 증가하여 열이 발생될 수 있는 문제점이 있다.
: 한국등록특허공보 제10-0836567호
본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다수개의 분할전극, 다수개의 퓨즈(fuse) 및 브리지(bridge) 중 하나 이상이 서로 단차(offset)를 가지게 배열되게 형성함으로써 분할전극, 퓨즈 및 브리지 중 하나 이상에 의해 전류가 집중되어 전류밀도가 증가되는 것을 방지할 수 있는 전극형성필름 및 이를 이용한 필름 커패시터를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 전류가 집중되어 전류밀도가 증가되는 것을 방지함으로써 전류에 의한 발열을 최소화하여 온도 상승을 방지함으로써 발열로 인한 제품 손상을 방지할 수 있는 전극형성필름 및 이를 이용한 필름 커패시터를 제공함에 있다.
본 발명의 전극형성필름은 유전체 필름과, 상기 유전체 필름의 폭방향의 일측의 끝단에 정렬되어 유전체 필름의 길이방향을 따라 유전체 필름의 표면에 형성되는 공통전극과, 상기 유전체 필름의 폭방향의 타측의 끝단에서 이격되며 상기 공통전극과 서로 제1간격을 두고 이격되게 유전체 필름의 표면에 배열되어 형성되는 다수개의 분할전극과, 상기 유전체 필름의 폭방향으로 상기 공통전극과 상기 분할전극이나 분할전극과 분할전극이 서로 연결되게 형성되는 다수개의 퓨즈(fuse)와, 상기 유전체 필름의 길이방향으로 상기 분할전극과 분할전극이 서로 연결되게 형성되는 다수개의 브리지(bridge)를 포함하며, 상기 분할전극, 상기 퓨즈 및 상기 브리지 중 하나 이상이 상기 유전체 필름의 폭방향이나 길이방향으로 상기 제1간격보다 큰 제2간격으로 이격되어 서로 단차를 가지게 배열되게 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 필름 커패시터는 두 개 이상의 전극형성필름을 서로 오프셋(offset)을 가지게 겹친 상태에서 상기 두 개 이상의 전극형성필름 중 하나의 전극형성필름의 헤비에지 전극이 일측에 배치되며 다른 전극형성필름의 헤비에지 전극이 타측에 배치되게 권취되어 형성되는 필름 권취체와, 상기 필름 권취체의 일측과 타측의 끝단에 각각 형성되어 각각 하나의 전극형성필름의 헤비에지 전극이나 다른 전극형성필름의 헤비에지 전극에 연결되는 한 쌍의 측단전극을 포함하고, 상기 두 개 이상의 전극형성필름은 각각 상기 제1항 내지 제12항의 전극형성필름이 사용되고, 상기 오프셋은 한 쌍의 측단전극 중 하나의 측단전극의 표면에서 상기 두 개 이상의 전극형성필름 중 하나의 전극형성필름의 헤비에지 전극의 폭방향의 타측의 끝단에서 일정한 거리만큼 이격되어 헤비에지 전극의 표면에 겹치게 배치되는 상기 두 개 이상의 전극형성필름 중 다른 하나의 전극형성필름의 마진부의 폭방향의 일측의 끝단까지의 길이로 설정되며, 상기 마진부의 폭은 상기 헤비에지 전극의 폭보다 작게 형성되어 마진부의 폭방향의 타측의 끝단이 상기 헤비에지 전극의 표면과 겹치게 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전극형성필름 및 이를 이용한 필름 커패시터는 다수개의 분할전극, 다수개의 퓨즈 및 브리지 중 하나 이상이 서로 단차를 가지게 배열되게 형성함으로써 분할전극, 퓨즈 및 브리지 중 하나 이상에 의해 전류가 집중되어 전류밀도가 증가되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있으며, 전류가 집중되어 전류밀도가 증가되는 것을 방지함으로써 전류에 의한 발열을 최소화하여 온도 상승을 방지함으로써 발열로 인한 제품 손상을 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 전극형성필름을 이용한 필름 커패시터의 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 필름 커패시터의 평면도,
도 3은 도 2에 도시된 분할전극이 사각형 패턴으로 형성되며 퓨즈가 단차를 갖게 형성된 전극형성필름의 확대 평면도,
도 4는 도 2에 도시된 분할전극이 사각형 패턴으로 형성되며 브리지가 단차를 갖게 형성된 전극형성필름의 확대 평면도,
도 5는 도 2에 도시된 분할전극이 사각형 패턴으로 형성되며 퓨즈와 브리지가 각각 단차를 갖게 형성된 전극형성필름의 확대 평면도,
도 6은 도 2에 도시된 분할전극이 사각형 패턴으로 형성되며 분할전극이 서로 단차를 갖게 형성된 전극형성필름의 확대 평면도,
도 7은 도 2에 도시된 분할전극이 화살표형 패턴으로 형성된 전극형성필름의 확대 평면도,
도 8은 도 2에 도시된 분할전극이 복합화살표형 패턴으로 형성된 전극형성필름의 확대 평면도,
도 9는 도 2에 도시된 분할전극이 벌집형 패턴으로 형성된 전극형성필름의 확대 평면도,
도 10은 도 2에 도시된 분할전극이 아치형 패턴으로 형성된 전극형성필름의 확대 평면도,
도 11은 도 2에 도시된 분할전극이 복합아치형 패턴으로 형성된 전극형성필름의 확대 평면도,
도 12는 도 2에 도시된 분할전극이 역방향아치형 패턴으로 형성된 전극형성필름의 확대 평면도,
도 13은 도 2에 도시된 분할전극, 퓨즈 및 브리지가 각각 단차를 갖지 않은 상태를 나타낸 전극형성필름의 확대 평면도,
도 14 내지 도 18은 각각 본 발명의 실시예1 내지 10과 비교예에 따른 전극형성필름의 전류분포를 측정한 결과를 나타낸 그래프,
도 19는 도 2에 도시된 분할전극이나 퓨즈 사이의 단차에 따른 전극형성필름의 전류분포를 측정한 결과를 나타낸 그래프.
이하, 본 발명의 전극형성필름 및 이를 이용한 필름 커패시터의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 3에서와 같이 본 발명의 전극형성필름(110)은 유전체 필름(111), 공통전극(112), 다수개의 분할전극(113), 다수개의 퓨즈(fuse)(114), 다수개의 브리지(114a) 및 헤비에지(heavy edge) 전극(115)을 포함하여 구성된다.
유전체 필름(111)은 표면에 공통전극(112), 다수개의 분할전극(113), 다수개의 퓨즈(114), 다수개의 브리지(bridge)(114a) 및 헤비에지(heavy edge) 전극(115)이 각각 형성된다. 공통전극(112)은 유전체 필름(111)의 폭방향(X)의 일측의 끝단에 정렬되어 유전체 필름(111)의 길이방향(Y)을 따라 유전체 필름(111)의 표면에 형성된다. 다수개의 분할전극(113)은 각각 유전체 필름(111)의 폭방향(X)의 타측의 끝단에서 이격되며 공통전극(112)과 서로 제1간격(D1)을 두고 이격되게 유전체 필름(111)의 표면에 배열되어 형성된다. 다수개의 퓨즈(114)는 각각 유전체 필름(111)의 폭방향(X)으로 공통전극(112)과 분할전극(113)이나 분할전극(113)과 분할전극(113)이 서로 연결되게 형성되며, 다수개의 브리지(114a)는 각각 유전체 필름(111)의 길이방향(Y)으로 분할전극(113)과 분할전극(113)이 서로 연결되게 형성된다. 헤비에지 전극(115)은 공통전극(112)의 일측에 위치되게 공통전극(112)의 표면에 형성된다. 분할전극(113), 퓨즈(114) 및 브리지(114a) 중 하나 이상이 유전체 필름(111)의 폭방향(X)이나 길이방향(Y)으로 제1간격(D1)보다 큰 제2간격(D2,D3)으로 이격되어 서로 단차를 가지게 배열되게 형성된다. 즉, 다수개의 분할전극(113)은 유전체 필름(111)의 폭방향(X)이나 길이방향(Y)으로 제1간격(D1)보다 큰 제2간격(D2,D3)으로 이격되어 서로 단차를 가지게 배열되게 형성되거나, 다수개의 퓨즈(114)는 유전체 필름(111)의 폭방향(X)이나 길이방향(Y)으로 제2간격(D2,D3)으로 이격되어 서로 단차를 가지게 배열되게 형성되거나, 다수개의 브리지(114a)는 유전체 필름(111)의 폭방향(X)이나 길이방향(Y)으로 제2간격(D2,D3)으로 이격되어 서로 단차를 가지게 배열되게 형성된다.
본 발명의 전극형성필름(110)의 구체적인 실시예를 설명하면 다음과 같다.
유전체 필름(111)은 도 1 및 도 2에서와 같이 표면이 유전체 필름(111)의 폭방향(X)의 길이보다 유전체 필름(111)의 길이방향(Y)의 길이가 긴 직사각형으로 형성되고, 유전체 필름(111)의 폭방향(X)을 기준으로 마진(margine)부(MA)와 비마진부(NA)로 분할된다. 마진부(MA)는 유전체 필름(111)의 폭방향(X)의 타측의 끝단과 다수개의 분할전극(113)의 사이에 설정되며, 비마진부(NA)는 유전체 필름(111)의 폭방향(X)의 일측의 끝단과 마진부(MA) 사이에 설정되어 공통전극(112)과 다수개의 분할전극(113)이 각각 형성된다. 즉, 유전체 필름(111)은 길이방향(Y)의 길이가 폭방향(X)의 길이보다 큰 직사각형 필름으로 형성되며, 재질은 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌 텔레프타레이트 폴리에스테르(polyethylene terephthalate polyester: PETP), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate: PEN), 폴리에테르 이미드(polyether imide: PEI)나 폴리카보네이트(polycarbonate: PC) 중 하나가 사용되어 형성된다.
공통전극(112)은 도 1 및 도 2에서와 같이 유전체 필름(111)의 폭방향(X)의 일측의 끝단에 정렬되어 유전체 필름(111)의 길이방향(Y)을 따라 형성되어 하나의 긴 직사각형 전극형상으로 형성되고, 표면에 헤비에지(heavy edge) 전극(115)이 형성된다. 이러한 공통전극(112)은 다수개의 분할전극(113), 다수개의 퓨즈(114) 및 다수개의 브리지(114a)와 서로 동일한 재질로 형성되며, 공통전극(112)의 재질은 알루미늄(Al)이나 구리(Cu)가 사용되어 형성된다.
다수개의 분할전극(113)은 도 1 및 도 2에서와 같이 유전체 필름(111)의 표면에 서로 표면적이나 표면 형상 패턴이 동일하게 유전체 필름(111)의 길이방향(Y)이나 폭방향(X)으로 서로 제1간격(D1)을 두고 이격되게 배열되어 형성된다. 예를 들어, 다수개의 분할전극(113)은 서로 유전체 필름(111)의 두께방향(Z)을 기준으로 일측과 타측의 표면적과 표면 형상 패턴이 동일하게 형성되어 유전체 필름(111)의 길이방향(Y)이나 폭방향(X)으로 서로 제1간격(D1)을 두고 이격되게 배열되어 형성된다. 이러한 다수개의 분할전극(113)은 각각 공통전극(112), 다수개의 퓨즈(114) 및 다수개의 브리지(114a)와 서로 동일한 재질로 형성되고, 다수개의 분할전극(113)의 재질은 알루미늄(Al)이나 구리(Cu)가 사용되어 형성된다.
다수개의 퓨즈(114)는 각각 도 2 및 도 3에서와 같이 유전체 필름(111)의 폭방향(X)을 기준으로 분할전극(113)의 일측이나 타측의 끝단에 연결되어 공통전극(112)과 분할 전극 사이나 분할전극(113)과 분할전극(113) 사이를 연결하게 형성된다. 이러한 다수개의 퓨즈(114)는 유전체 필름(111)의 표면에 형성되는 다수개의 분할전극(113), 다수개의 퓨즈(114) 및 브리지(114a) 중 유전체 필름(111)의 폭방향(X)이나 길이방향(Y)으로 제1간격(D1)보다 큰 제2간격(D2,D3)으로 이격되어 서로 단차를 가지게 배열되게 형성되는 하나로 설정된다.
다수개의 퓨즈(114)는 단차를 가지게 배열되는 하나로 설정되면 각각 유전체 필름(111)의 길이방향(Y)을 기준으로 제2간격(D2,D3)만큼 서로 이격되어 단차를 가지게 유전체 필름(111)의 폭방향(X)이나 길이방향(Y)으로 배열되어 형성된다. 예를 들어, 유전체 필름(111)의 폭방향(X)으로 서로 인접하는 두 개의 퓨즈(114)의 유전체 필름(111)의 길이방향(Y)의 사이의 거리가 제2간격(D2,D3)만큼 서로 이격되어 단차를 가지게 형성된다. 단차를 가지게 형성되는 다수개의 퓨즈(114)는 각각 사각형 조각으로 형성되고, 각각의 재질은 공통전극(112), 다수개의 분할전극(113) 및 다수개의 브리지(114a)의 재질과 동일한 재질로 형성된다. 즉, 다수개의 퓨즈(114)의 재질은 각각 알루미늄(Al)이나 구리(Cu)가 사용되어 형성된다.
다수개의 퓨즈(114)가 유전체 필름(111)의 길이방향(Y)으로 단차를 가지게 형성되면 다수개의 분할전극(113)은 유전체 필름(111)의 폭방향(X)이나 길이방향(Y)을 기준으로 각각의 일측이나 타측의 끝단 서로 일직선상에 위치되게 유전체 필름(111)의 폭방향(X)이나 길이방향(Y)으로 배열되어 형성된다. 다수개의 브리지(114a)는 유전체 필름(111)의 길이방향(Y)을 기준으로 분할전극(113)의 일측이나 타측의 끝단에 연결되어 분할전극(113)을 유전체 필름(111)의 길이방향(Y)으로 연결되게 유전체 필름(111)의 폭방향(X)이나 길이방향(Y)을 기준으로 서로 일직선상에 위치되게 배열되어 형성된다.
다수개의 브리지(114a)는 각각 도 4에서와 같이 유전체 필름(111)의 길이방향(Y)으로 다수개의 분할전극(113)이 연결되게 유전체 필름(111)의 길이방향(Y)을 기준으로 분할전극(113)의 일측이나 타측의 끝단에 연결되게 형성된다. 이러한 다수개의 브리지(114a)는 유전체 필름(111)의 표면에 형성되는 다수개의 분할전극(113), 다수개의 퓨즈(114) 및 브리지(114a) 중 유전체 필름(111)의 폭방향(X)이나 길이방향(Y)으로 제1간격(D1)보다 큰 제2간격(D2,D3)으로 이격되어 서로 단차를 가지게 배열되게 형성되는 하나로 설정된다.
다수개의 브리지(114a)는 단차를 가지게 배열되게 형성되는 하나로 설정되면 각각 유전체 필름(111)의 폭방향(X)을 기준으로 제2간격(D2,D3)만큼 서로 이격되어 단차를 가지게 유전체 필름(111)의 폭방향(X)이나 길이방향(Y)으로 배열되어 형성된다. 즉, 다수개의 브리지(114a)는 유전체 필름(111)의 길이방향(Y)으로 서로 인접하는 두 개의 브리지(114a) 사이의 유전체 필름(111)의 폭방향(X)의 사이의 거리가 제2간격(D2,D3)만큼 서로 이격되어 단차를 가지게 형성된다. 단차를 가지게 형성되는 다수개의 브리지(114a)는 각각 사각형 조각으로 형성되고, 각각의 재질은 공통전극(112), 다수개의 분할전극(113) 및 다수개의 퓨즈(114)의 재질과 동일한 재질로 형성된다. 즉, 다수개의 브리지(114a)의 재질은 각각 알루미늄(Al)이나 구리(Cu)가 사용되어 형성된다.
다수개의 브리지(114a)가 서로 유전체 필름(111)의 폭방향(X)으로 단차가 가지게 형성되면 다수개의 분할전극(113)은 유전체 필름(111)의 폭방향(X)이나 길이방향(Y)을 기준으로 각각의 일측이나 타측의 끝단 서로 일직선상에 위치되게 유전체 필름(111)의 폭방향(X)이나 길이방향(Y)으로 배열되어 형성된다. 다수개의 퓨즈(114)는 유전체 필름(111)의 폭방향(X)을 기준으로 분할전극(113)의 일측이나 타측의 끝단에 연결되어 분할전극(113)을 유전체 필름(111)의 폭방향(X)으로 연결되게 유전체 필름(111)의 폭방향(X)이나 길이방향(Y)을 기준으로 서로 일직선상에 위치되게 배열되어 형성된다.
다수개의 퓨즈(114)와 브리지(114a)는 각각 도 5에서와 같이 유전체 필름(111)의 표면에 형성되는 다수개의 분할전극(113), 다수개의 퓨즈(114) 및 브리지(114a) 중 유전체 필름(111)의 폭방향(X)이나 길이방향(Y)으로 제1간격(D1)보다 큰 제2간격(D2,D3)으로 이격되어 서로 단차를 가지게 배열되게 형성되는 하나 이상으로 설정된다. 다수개의 퓨즈(114)와 브리지(114a) 둘 모두 단차를 가지게 배열되게 형성되는 둘로 설정되면, 둘 중 다수개의 퓨즈(114)는 각각 유전체 필름(111)의 폭방향(X)을 기준으로 분할전극(113)의 일측이나 타측의 끝단에 연결되어 공통전극(112)과 분할 전극 사이나 분할전극(113)과 분할전극(113) 사이를 연결하며 유전체 필름(111)의 길이방향(Y)을 기준으로 제2간격(D2,D3)만큼 서로 이격되어 단차를 가지게 유전체 필름(111)의 폭방향(X)이나 길이방향(Y)으로 배열되어 형성된다. 둘 중 다수개의 브리지(114a)는 또한 각각 유전체 필름(111)의 길이방향(Y)으로 다수개의 분할전극(113)이 연결되게 유전체 필름(111)의 길이방향(Y)을 기준으로 분할전극(113)의 일측이나 타측의 끝단에 연결되며 유전체 필름(111)의 폭방향(X)을 기준으로 제2간격(D2,D3)만큼 서로 이격되어 단차를 가지게 유전체 필름(111)의 폭방향(X)이나 길이방향(Y)으로 배열되어 형성된다.
다수개의 퓨즈(114)와 브리지(114a) 둘 모두 단차를 가지게 배열되게 형성되면 다수개의 분할전극(113)은 유전체 필름(111)의 폭방향(X)이나 길이방향(Y)을 기준으로 각각의 일측이나 타측의 끝단 서로 일직선상에 위치되게 유전체 필름(111)의 폭방향(X)이나 길이방향(Y)으로 배열되어 형성된다.
다수개의 분할전극(113)은 도 6에서와 같이, 유전체 필름(111)의 표면에 형성되는 다수개의 분할전극(113), 다수개의 퓨즈(114) 및 브리지(114a) 중 유전체 필름(111)의 폭방향(X)이나 길이방향(Y)으로 제1간격(D1)보다 큰 제2간격(D2,D3)으로 이격되어 서로 단차를 가지게 배열되게 형성되게 하나로 설정된다.
다수개의 분할전극(113)은 단차를 가지게 배열되게 형성되는 하나로 설정되면 서로 유전체 필름(111)의 길이방향(Y)으로 제2간격(D2,D3)만큼 이격되어 단차를 가지게 유전체 필름(111)의 폭방향(X)이나 길이방향(Y)으로 배열되어 형성되어 유전체 필름(111)의 폭방향(X)을 기준으로 다수개의 분할전극(113)의 각각의 일측이나 타측의 끝단의 중앙에 연결되는 퓨즈(114)가 분할전극(113)의 단차만큼 비례되게 서로 제2간격(D2,D3)만큼 이격되어 단차를 가지게 형성된다. 다수개의 분할전극(113)은 또한, 각각 유전체 필름(111)의 길이방향(Y)으로 각각의 일측이나 타측의 끝단의 중앙에 서로 유전체 필름(111)의 길이방향(Y)으로 일직선상에 위치되게 브리지(114a)가 연결되게 형성된다.
이상에서 제2간격(D2,D3)은 유전체 필름(111)의 폭방향(X)이나 길이방향(Y)으로 서로 인접되게 배치되는 두 개의 분할전극(113) 사이의 직선거리, 두 개의 퓨즈(114) 사이의 직선거리나 두 개의 브리지(114a) 사이의 직선거리로 각각 설정된다. 여기서, 직선거리는 분할전극(113)의 유전체 필름(111)의 폭방향(X)이나 길이방향(Y)을 기준으로 각각의 일측이나 타측의 끝단의 길이 중 직선 길이의 5 내지 25％가 되도록 설정된다.
전술한 다수개의 분할전극(113)은 도 6 내지 도 12에서와 같이, 표면이 사각형 패턴, 화살표형 패턴, 복합화살표형 패턴, 벌집형 패턴, 아치형 패턴, 역방향아치형 패턴 및 복합아치형 패턴 중 하나로 형성된다.
사각형 패턴은 분할전극(113)의 표면이 도 3 내지 도 6에서와 같이 분할전극(113)의 길이방향(Y)의 양측 가장자리가 각각 유전체 필름(111)의 길이방향(Y)의 가장자리와 수평이 되며 분할전극(113)의 폭방향(X)의 양측 가장자리는 각각 유전체 필름(111)의 폭방향(X)의 가장자리와 수평이 되게 형성된다.
화살표형 패턴은 분할전극(113)의 표면이 도 7에서와 같이 분할전극(113)의 길이방향(Y)의 양측 가장자리가 각각 유전체 필름(111)의 길이방향(Y)의 가장자리와 수평이 되고 분할전극(113)의 폭방향(X)의 양측 가장자리 중 하나는 유전체 필름(111)의 폭방향(X)의 가장자리와 수평이 되며 분할전극(113)의 폭방향(X)의 양측 가장자리 중 다른 하나는 공통전극(112)을 향하는 방향으로 볼록한 화살괄호로 형성된다.
복합화살표형 패턴은 분할전극(113)의 표면이 도 8에서와 같이 분할전극(113)의 길이방향(Y)의 양측 가장자리가 각각 유전체 필름(111)의 길이방향(Y)의 가장자리와 수평이 되고 분할전극(113)의 폭방향(X)의 양측 가장자리 중 하나는 공통전극(112)을 향하는 방향으로 볼록한 화살괄호로 형성되며 분할전극(113)의 폭방향(X)의 양측 가장자리 중 다른 하나는 공통전극(112)을 향하는 방향으로 오목한 화살괄호로 형성된다.
벌집형 패턴은 분할전극(113)의 표면이 도 9에서와 같이 분할전극(113)의 길이방향(Y)의 양측 가장자리가 각각 유전체 필름(111)의 길이방향(Y)의 가장자리와 수평이 되는 벌집형으로 형성된다.
아치형 패턴은 분할전극(113)의 표면이 도 10에서와 같이 분할전극(113)의 길이방향(Y)의 양측 가장자리가 각각 유전체 필름(111)의 길이방향(Y)의 가장자리와 수평이 되고 분할전극(113)의 폭방향(X)의 양측 가장자리는 각각 공통전극(112)을 향하는 방향으로 볼록한 곡선으로 형성된다.
복합아치형 패턴은 분할전극(113)의 표면이 도 11에서와 같이 분할전극(113)의 길이방향(Y)의 양측 가장자리가 각각 유전체 필름(111)의 길이방향(Y)의 가장자리와 수평이 되고 분할전극(113)의 폭방향(X)의 양측 가장자리는 각각 공통전극(112)을 향하는 방향으로 오목한 곡선으로 형성된다.
역방향아치형 패턴은 분할전극(113)의 표면이 도 12에서와 같이 분할전극(113)의 길이방향(Y)의 양측 가장자리가 각각 유전체 필름(111)의 길이방향(Y)의 가장자리와 수평이 되고 분할전극(113)의 폭방향(X)의 양측 가장자리 중 하나는 공통전극(112)을 향하는 방향으로 볼록한 곡선으로 형성되며 분할전극(113)의 폭방향(X)의 양측 가장자리 중 다른 하나는 공통전극(112)을 향하는 방향으로 오목한 곡선으로 형성된다.
다양한 패턴을 형성할 수 있는 전술한 다수개의 분할전극(113)은 각각에 하나의 퓨즈(114)와 하나의 브리지(114a)만 형성된 실시예만 기재하였으나, 각각에 하나 이상의 퓨즈(114)와 하나 이상의 브리지(114a)를 적용할 수 있으며, 하나 이상의 퓨즈(114)와 하나 이상의 브리지(114a)가 적용되는 경우에 각각은 폭방향(X)이나 길이방향(Y)으로 서로 인접되는 퓨즈(114)나 브리지(114a) 사이의 단차가 제2간격(D2,D3)이 되게 형성된다.
도 13에 도시된 전극형성필름(110)은 비교예를 위해 제조한 것으로, 다수개의 분할전극(113), 다수개의 퓨즈(114) 및 다수개의 브리지(114a)가 모두 단차 없는 사각형 패턴으로 제조한 것이다.
헤비에지 전극(115)은 공통전극(112)의 표면에 형성되며, 폭은 유전체 필름(111)의 표면에 설정된 마진부(MA)의 폭보다 크게 형성하여 두 개 이상의 전극형성필름(110)을 서로 오프셋(offset)을 가지게 겹친 상태에서 두 개 이상의 전극형성필름(110)을 권취 시 두 개 이상의 전극형성필름(110)이 서로 절연이 용이하게 한다. 이러한 헤비에지 전극(115)의 재질은 아연(Zn)이나 니켈(Ni)이 사용하여 형성된다.
본 발명의 전극형성필름(110)을 이용해 형성되는 필름 커패시터는 도 1 및 도 2에서와 같이, 두 개 이상의 전극형성필름(110), 필름 권취체(120) 및 한 쌍의 측단전극(130,140)을 포함하여 구성된다.
두 개 이상의 전극형성필름(110)은 전술한 것을 사용하며, 서로 오프셋(offset)을 가지게 겹친 상태에서 두 개 이상의 전극형성필름(110) 중 하나의 전극형성필름(110)의 헤비에지 전극(115)이 일측에 배치되며 다른 전극형성필름(110)의 헤비에지 전극(115)이 타측에 배치된다. 필름 권취체(120)는 두 개 이상의 전극형성필름(110)을 서로 오프셋(offset)을 가지게 겹친 상태에서 두 개 이상의 전극형성필름(110) 중 하나의 전극형성필름(110)의 헤비에지 전극(115)이 일측에 배치되며 다른 전극형성필름(110)의 헤비에지 전극(115)이 타측에 배치되게 권취되어 형성된다. 한 쌍의 측단전극(130,140)은 각각 필름 권취체(120)의 일측과 타측의 끝단에 각각 형성되어 각각 하나의 전극형성필름(110)의 헤비에지 전극(115)이나 다른 전극형성필름(110)의 헤비에지 전극(115)에 연결되며, 각각은 각각 금속 용사 방법을 이용해 형성되며 재질은 아연(Zn)이나 니켈(Ni)이 사용된다. 여기서, 오프셋은 한 쌍의 측단전극(130,140) 중 하나의 측단전극(130)의 표면에서 두 개 이상의 전극형성필름(110) 중 하나의 전극형성필름(110)의 헤비에지 전극(115)의 폭방향(X)의 타측의 끝단에서 일정한 거리만큼 이격되어 헤비에지 전극(115)의 표면에 겹치게 배치되는 두 개 이상의 전극형성필름(110) 중 다른 하나의 전극형성필름(110)의 마진부(MA)의 폭방향(X)의 일측의 끝단까지의 길이로 설정된다. 마진부(MA)의 폭은 헤비에지 전극(115)의 폭보다 작게 형성되어 마진부(MA)의 폭방향(X)의 타측의 끝단이 헤비에지 전극(115)의 표면과 겹치게 배치된다.
도 3에 도시된 전극형성필름(110)은 본 발명의 제1실시예에 따른 전극형성필름(110)으로 분할전극(113)의 표면을 사각형 패턴으로 형성하였으며 다수개의 퓨즈(114)가 유전체 필름(111)의 길이방향(Y)으로 단차를 가지게 형성한 것이고, 도 4에 도시된 전극형성필름(110)은 본 발명의 제2실시예에 따른 전극형성필름(110)으로 분할전극(113)의 표면을 사각형 패턴으로 형성하였고 다수개의 브리지(114a)가 서로 유전체 필름(111)의 폭방향(X)으로 단차를 가지게 형성한 것이며, 도 5에 전극형성필름(110)은 본 발명의 제3실시예에 따른 전극형성필름(110)으로 분할전극(113)의 표면을 사각형 패턴으로 형성하였고 다수개의 퓨즈(114)와 브리지(114a) 둘 모두 단차를 가지게 형성한 것이다.
도 6에 도시된 전극형성필름(110)은 본 발명의 제4실시예에 따른 전극형성필름(110)으로 분할전극(113)의 표면을 사각형 패턴으로 형성하였으며 다수개의 분할전극(113)이 단차를 가지게 형성한 것이고, 도 7에 도시된 전극형성필름(110)은 본 발명의 제5실시예에 따른 전극형성필름(110)으로 분할전극(113)의 표면을 화살표형 패턴으로 형성하였고 다수개의 퓨즈(114)가 유전체 필름(111)의 길이방향(Y)으로 단차를 가지게 형성한 것이며, 도 8에 도시된 전극형성필름(110)은 본 발명의 제6실시예에 따른 전극형성필름(110)으로 분할전극(113)의 표면을 복합화살표형 패턴으로 형성하였고 다수개의 퓨즈(114)가 유전체 필름(111)의 길이방향(Y)으로 단차를 가지게 형성한 것이다.
도 9에 도시된 전극형성필름(110)은 본 발명의 제7실시예에 따른 전극형성필름(110)으로 분할전극(113)의 표면을 벌집형 패턴으로 형성하였으며 다수개의 퓨즈(114)가 유전체 필름(111)의 길이방향(Y)으로 단차를 가지게 형성한 것이고, 도 10에 도시된 전극형성필름(110)은 본 발명의 제8실시예에 따른 전극형성필름(110)으로 분할전극(113)의 표면을 아치형 패턴으로 형성하였으며 다수개의 퓨즈(114)가 유전체 필름(111)의 길이방향(Y)으로 단차를 가지게 형성한 것이며, 도 11에 도시된 전극형성필름(110)은 본 발명의 제9실시예에 따른 전극형성필름(110)으로 분할전극(113)의 표면을 복합아치형 패턴으로 형성하였으며 다수개의 퓨즈(114)가 유전체 필름(111)의 길이방향(Y)으로 단차를 가지게 형성한 것이다.
도 12에 도시된 전극형성필름(110)은 본 발명의 제10실시예에 따른 전극형성필름(110)으로 분할전극(113)의 표면을 역방향 아치형 패턴으로 형성하였으며 다수개의 퓨즈(114)가 유전체 필름(111)의 길이방향(Y)으로 단차를 가지게 형성한 것이고, 도 13에 도시된 전극형성필름(110)은 단차 없이 분할전극(113)의 표면을 사각형 패턴으로 형성한 것으로, 본 발명의 실시예1 내지 10에 따른 전극형성필름(110)과 비교하기 위해 제조한 비교예에 따른 전극형성필름(110)이다.
전술한 본 발명의 실시예1 내지 10 및 비교예에 따른 전극형성필름(110)에 대한 전류밀도 분포를 측정하였다. 전류밀도 분포 측정방법은 도 3 내지 도 13에 각각 도시된 전극형성필름(110)은 모두 유전체 필름(111)의 폭방향(X)을 기준으로 분할전극(113)이 세 개가 배열되어 3단으로 형성되며, 각각 폭방향(X)으로 아홉 개의 측정위치(m1, m2,…,m9)를 설정하여 측정하였다. 아홉 개의 측정위치(m1,m2,…,m9) 중 측정위치(m2)를 제외한 여덟 개의 측정위치(m1,m3,…,m9)는 다수개의 분할전극(133) 중 유전체 필름(111)의 폭방향(X)을 기준으로 배열된 세 개의 분할전극(133)의 각각의 중심에 설정됨과 아울러 헤비에지 전극(115)의 타측의 끝단에서 다수개의 분할전극(133)의 일측의 끝단을 여덟 개로 등분하여 설정하였다. 헤비에지 전극(115)은 세 개의 측정위치(m1,m2,m3)가 설정되었으며 세 개의 측정위치(m1,m2,m3) 서로 등간격으로 분할되며, 세 개의 측정위치(m1,m2,m3) 중 한 개의 측정위치(m1)은 유전체 필름(111)의 폭방향(X)을 기준으로 헤비에지 전극(115)의 타측의 끝단에 설정하였고, 측정위치(m3)는 유전체 필름(111)의 폭방향(X)을 기준으로 헤비에지 전극(115)의 일측의 끝단에 설정하였으며, 측정위치(m2)는 측정위치(m1,m3) 사이에 설정하였다. 즉, 아홉 개의 측정위치(m1,m2,…,m9) 중 측정위치(m2)를 제외한 여덟 개의 측정위치(m1,m3,…,m9)는 간격(S1: 도 3에 도시됨)으로 서로 동일하게 이격되며, 측정위치(m1,m3)의 사이는 헤비에지 전극(115)의 폭으로 간격(S1)과 동일하게 설정되며, 측정위치(m1,m2,m3)의 사이는 간격(S1)의 절반으로 설정되었다.
도 3 내지 도 13에 각각 도시된 본 발명의 실시예1 내지 12 및 비교예에 따른 전극형성필름(110)에 대해 각각 아홉 개의 측정위치(m1,m2,…,m9)에 대한 전류밀도 분포를 측정한 결과를 표 1 및 표 2에 각각 기재하였다.
측정
위치		 전류밀도[A/㎡]
비교예 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4
m1 7.39E+04 7.26E+04 7.24E+04 7.23E+04 7.31E+04
m2 6.24E+01 5.92E+01 5.52E+01 5.42E+01 5.82E+01
m3 4.59E-01 3.48E-01 3.73E-01 2.40E-01 3.12E-01
m4 5.21E-01 4.12E-01 4.20E-01 3.89E-01 4.11E-01
m5 7.34E-02 6.46E-02 5.22E-02 4.88E-02 5.78E-02
m6 6.05E-02 5.67E-02 5.97E-02 5.33E-02 5.89E-02
m7 9.92E-02 9.46E-03 9.77E-03 9.26E-03 9.65E-03
m8 5.18E-02 5.06E-02 5.13E-02 4.90E-02 5.14E-02
m9 4.88E-01 4.68E-01 4.76E-01 4.37E-01 4.73E-01
표 1에서와 같이 비교예는 아홉개의 측정위치(m1,m2,…,m9)에서 각각 전류분포를 측정한 결과, 7.39E+04 A/m2, 6.24E+01 A/m2,…,4.88E-01 A/m2로 각각 측정되었고, 실시예1은 아홉개의 측정위치(m1,m2,…,m9)에서 각각 7.26E+04 A/m2, 5.92E+01 A/m2,…,4.88E-01 A/m2로 측정되었으며, 실시예2 내지 실시예4는 각각 표 1에서와 같이 측정되었다. 비교예 및 실시예1 내지 실시예4에 따른 각각의 측정 결과를 직관적으로 보기 위해 표 1에 기재된 측정 결과를 도 14 및 도 15에서와 같이 그래프로 표시하였다.
도 14 및 도 15에서와 같이, 실시예1 내지 4는 각각 아홉개의 측정위치(m1,m2,…,m9)에서 비교예에 비해 전류밀도가 낮게 측정되었으며, 이러한 결과로 보아 실시예1 내지 4에 따른 전극형성필름(110)은 비교예에 따른 전극형필름(110)에 비해 전류가 집중되어 전류밀도가 증가되는 것을 방지할 수 있다는 것을 알 수 있다. 즉, 실시예1 내지 4에 따른 전극형성필름(110)은 아홉개의 측정위치(m1,m2,…,m9)에서 전류밀도가 비교예에 따른 전극형성필름(110)보다 낮게 측정된 것으로 보아 비교예에 비해 다수개의 퓨즈(114)나 다수개의 브리지(114a)에 의해 전류가 집중되는 것이 방지됨을 알 수 있고, 이로 인해 전류밀도가 증가되는 것을 방지할 수 있다는 것을 알 수 있다.
측정 위치 전류밀도[A/㎡]
비교예 실시예5 실시예6 실시예7 실시예8 실시예9 실시예10
m1 7.39E+04 7.36E+04 7.34E+04 7.29E+04 7.24E+05 7.22E+04 7.29E+04
m2 6.24E+01 5.62E+01 5.92E+01 5.72E+01 5.12E+01 5.42E+01 5.92E+01
m3 4.59E-01 3.33E-01 3.02E-01 3.42E-01 2.33E-01 2.33E-01 3.80E-01
m4 5.21E-01 4.17E-01 4.18E-01 4.08E-01 3.80E-01 3.90E-01 4.04E-01
m5 7.34E-02 5.99E-02 5.67E-02 5.44E-02 5.25E-02 5.07E-02 5.34E-02
m6 6.05E-02 5.94E-02 5.87E-02 5.47E-02 5.37E-02 5.27E-02 5.56E-02
m7 9.92E-02 9.58E-03 9.66E-03 9.54E-03 9.27E-03 9.19E-03 9.38E-03
m8 5.18E-02 5.12E-02 5.08E-02 5.01E-02 4.87E-02 4.63E-02 4.93E-02
m9 4.88E-01 4.66E-01 4.63E-01 4.64E-01 4.22E-01 4.18E-01 4.59E-01
표 2에 기재된 비교예는 표 1에 기재된 비교예와 동일한 것으로, 아홉개의 측정위치(m1,m2,…,m9)에서 측정된 전류밀도는 각각 7.39E+04 A/m2, 6.24E+01 A/m2,…,4.88E-01 A/m2로 각각 측정되었으며, 실시예5는 아홉개의 측정위치(m1,m2,…,m9)에서 각각 7.36E+04 A/m2, 5.62E+01 A/m2,…,4.66E-01 A/m2로 측정되었다. 실시예6은 아홉개의 측정위치(m1,m2,…,m9)에서 각각 7.34E+04 A/m2, 5.92E+01 A/m2,…,4.66E-01 A/m2로 측정되었으며, 실시예7 내지 실시예10은 각각 표 2에서와 같이 측정되었고, 전류밀도 측정은 공지된 전류밀도 측정장비(도시 않음)을 이용해 측정하였다. 비교예 및 실시예5 내지 실시예10에 따른 각각의 측정 결과를 직관적으로 보기 위해 표 2에 기재된 측정 결과를 도 16 내지 도 18에서와 같이 그래프로 표시하였다.
도 16 내지 도 18에서와 같이, 아홉개의 측정위치(m1,m2,…,m9)에서 실시예5 내지 10은 각각 비교예와 비교해 비교예에 비해 전류밀도가 낮게 측정된 것으로 나타내고 있다. 이러한 결과로 보아 실시예4 내지 10에 따른 전극형성필름(110)은 비교예에 따른 전극형필름(110)에 비해 전류가 집중되는 것을 방지하여 전류밀도가 증가되는 것을 방지할 수 있다는 것을 알 수 있다. 즉, 실시예5 내지 10에 따른 전극형성필름(110)은 아홉개의 측정위치(m1,m2,…,m9)에서 전류밀도가 비교예에 따른 전극형성필름(110)보다 낮게 측정된 것으로 보아 비교예에 비해 다수개의 퓨즈(114)나 다수개의 브리지(114a)에 의해 전류가 집중되는 것이 방지됨을 알 수 있고, 이로 인해 전류밀도가 증가되는 것을 방지할 수 있다는 것을 알 수 있다.
본 발명의 전극형성필름(110)은 또한, 제2간격(D2,D3)의 조건에 따른 전류밀도분포를 실험하기 위해 표 3에서와 같이 실시예에 대해 표 3에서와 같이 제2간격(D2,D3)을 설정하여 실험하였다. 표 3에 도시된 실시예1에 따른 분할전극(113)은 전술한 실시예1에서와 같이 폭방향(X)으로는 3단으로 형성하였고, 하나의 퓨즈(114)나 하나의 브리지(114a)가 연결되는 변의 직선 길이가 4.0㎜가 되게 형성하였으며, 두 개의 분할전극(113) 사이의 직선거리, 두 개의 퓨즈(114) 사이의 직선거리나 두 개의 브리지(114a) 사이의 직선거리인 제2간격(D2,D3) 즉, 단차는 각각 표 3에서와 같이 0.2㎜에서 시작하여 0.2㎜ 크기만큼 반복적으로 증가시켜 1.4㎜까지 제조하였다. 즉, 단차가 0.2㎜인 전극형성필름(110)에서 단차가 1.4㎜인 전극형성필름(110)을 각각 제조한 후 각각에 대해 전극형성필름(110)의 아홉개의 측정위치(m1,m2,…,m9)에서 전류밀도 분포를 측정하였으며, 측정된 결과를 표 3이나 도 19에 각각 표시하였다. 여기서, 도 19는 표 3에 기재된 전류밀도를 이용해 작성된 그래프로 표 3에 기재된 전류밀도를 직관적으로 나타내기 위해 작성하였다.
측정
위치		 전류밀도[A/㎡]
0.2mm단차 0.4mm단차 0.6mm단차 0.8mm단차 1.0mm단차 1.2mm단차 1.4mm단차
m1 3.28E+04 3.28E+04 3.28E+04 3.28E+04 3.28E+04 3.28E+04 3.28E+04
m2 1.14E-01 1.19E-01 1.08E-01 1.09E-01 4.39E+00 1.49E+01 6.85E+00
m3 1.69E-02 2.48E-02 1.42E-02 2.48E-02 5.49E-01 2.43E-01 3.78E-01
m4 1.03E-02 9.02E-03 1.03E-02 1.01E-02 5.25E-02 7.37E-02 1.66E-01
m5 1.31E-02 1.19E-02 1.26E-02 1.29E-02 4.56E-02 4.36E-02 1.06E-01
m6 7.29E-03 7.78E-03 7.03E-03 4.10E-02 5.99E-03 1.63E-02 3.34E-02
m7 1.12E-02 1.21E-02 8.46E-03 1.12E-02 1.34E-02 2.72E-02 1.55E-02
m8 1.29E-02 1.01E-02 1.13E-02 1.93E-02 1.32E-02 1.49E-02 2.07E-02
m9 2.57E-02 2.10E-02 1.29E-02 2.20E-02 1.52E-02 1.41E-02 2.64E-02
표 3이나 도 19에 도시된 그래프에서와 같이, 제2간격(D2,D3)의 직선 길이인 단차에 따른 전류밀도는 전극형성필름(110)의 아홉개의 측정위치(m1,m2,…,m9) 중 측정위치(m1,m2,m3)은 각각 헤비에지 전극(115)이나 헤비에지 전극(115)과 가장 인접된 위치에 설정됨에 의해 측정위치(m1,m2,m3)에서 각각 측정된 전류밀도의 평균을 산출하면 서로 유사하게 측정되었다. 즉, 단차의 크기에 따라 전극형성필름(110)의 아홉개의 측정위치(m1,m2,…,m9) 중 측정위치(m1,m2,m3)에서의 측정된 전류밀도는 전체적으로 서로 유사하게 측정되었다. 예를 들어, 단차가 0.2㎜인 경우에 아홉개의 측정위치(m1,m2,…,m9) 중 측정위치(m1,m2,m3)에서 측정된 전류밀도의 평균은 1.09E+04 A/m2,로 산출되고, 단차가 0.4㎜인 경우에 측정위치(m1,m2,m3)에서 측정된 전류밀도의 평균은 1.09E+04 A/m2,로 산출되며, 나머지 단차가 0.6㎜, 0.8㎜, 1.0㎜, 1.2㎜ 및 1.4㎜인 경우에도 각각 1.09E+04 A/m2,로 산출되어 측정위치(m1,m2,m3)에서 산출된 평균 전류밀도가 서로 동일함에 의해 측정위치(m1,m2,m3)에서의 전체적인 전류밀도는 서로 유사하다.
제2간격(D2,D3)의 직선 길이인 단차에 따른 전류밀도는 전극형성필름(110)의 아홉개의 측정위치(m1,m2,…,m9) 중 측정위치(m4,m5,…,m9)에서의 전류밀도는 표 3이나 도 19에서와 같이 공통전극(112)이나 다수개의 분할전극(113)에서 측정됨에 의해 측정위치(m4,m5,…,m9)에서의 평균 전류밀도는 서로 상이하게 산출되었다. 전극형성필름(110)의 아홉개의 측정위치(m1,m2,…,m9) 중 측정위치(m4,m5,…,m9)에서의 전류밀도의 평균을 산출하면 단차가 0.2㎜인 경우에 1.34E-02 A/m2,로 산출되었다. 단차가 0.4㎜인 경우에 1.20E-02 A/m2,로 산출되었고, 단차가 0.6㎜인 경우에 1.04E-02 A/m2,로 산출되었으며, 단차가 0.8㎜인 경우에 1.94E-02 A/m2,로 산출되었다. 단차가 1.0㎜인 경우에 2.43E-02 A/m2,로 산출되었고, 단차가 1.2㎜인 경우에 3.16E-02 A/m2,로 산출되었으며, 단차가 1.4㎜인 경우에 6.13E-02 A/m2,로 산출되었다.
단차별로 전류밀도의 평균을 산출한 결과, 제2간격(D2,D3)의 직선 길이인 단차가 0.2㎜보다 단차가 0.4㎜나 0.6㎜ 일 때 전류밀도가 개선된 것으로 확인되었고, 특히 단차가 0.6㎜인 경우에 평균 전류밀도가 가장 낮게 산출되었다. 단차가 0.8㎜인 경우에 단차가 0.2㎜인 경우보다 평균적인 전류밀도가 증가하는 현상이 있으며, 단차가 1.0㎜를 초과하는 경우에 전체적인 전류밀도가 크게 증가되는 현상이 발생된 것을 알 수 있다. 전극형성필름(110)은 폭방향(X)에 비해 길이방향(Y)으로 더 길며, 아홉개의 측정위치(m1,m2,…,m9)는 폭방향(X)으로 설정된 것으로 길이방향(Y)으로 더 많은 위치를 설정하여 전류밀도를 측정한 후 평균을 산출하는 경우에 측정위치(m4,m5,…,m9)에서의 전류밀도는 전체적으로 단차가 0.2㎜ 내지 1.0㎜인 경우에 전류밀도가 개선됨으로 단차는 0.2㎜ 내지 1.0㎜를 적용하는 것이 바람직하다.
하나의 퓨즈(114)나 하나의 브리지(114a)가 연결되는 분할전극(113)의 변의 직선 길이가 4.0㎜가 되게 형성한 경우에 두 개의 분할전극(113) 사이의 직선거리, 두 개의 퓨즈(114) 사이의 직선거리나 두 개의 브리지(114a) 사이의 직선거리를 나타내는 제2간격(D2,D3)인 단차는 표 3에서와 같이 0.2㎜ 내지 1.0㎜인 경우에 평균 전류밀도가 낮아지며, 이로 인해 전체적인 전류밀도는 개선된 것으로 나타나고 있다. 즉, 분할전극(113)의 변의 직선 길이가 4.0㎜가 되게 형성한 경우에 제2간격(D2,D3)인 단차는 표 3에서와 같이 각각 0.2㎜ 내지 1.0㎜인 경우에 전류밀도가 개선된 것으로 나타내고 있으며, 단차가 0.6㎜인 경우에 전류밀도가 가장 개선된 것으로 나타나고 있다.
하나의 퓨즈(114)나 하나의 브리지(114a)가 연결되는 분할전극(113)의 변의 직선 길이가 4.0㎜가 되게 형성한 상태에서 단차가 0.2㎜ 내지 1.0㎜인 경우에 분할전극(113)의 유전체 필름(111)의 폭방향(X)이나 길이방향(Y)을 기준으로 각각의 일측이나 타측의 끝단의 길이 중 직선 길이의 5 내지 25％가 된다. 즉, 제2간격(D2,D3)의 직선 길이인 단차는 분할전극(113)의 유전체 필름(111)의 폭방향(X)이나 길이방향(Y)을 기준으로 각각의 일측이나 타측의 끝단의 길이 중 직선 길이의 5 내지 25％가 되게 설정하는 경우에 전류밀도가 낮게 측정되었으며, 이로 인해 다수개의 퓨즈(114)나 다수개의 브리지(114a)에 의해 전류가 집중되는 것을 방지함으로써 전류밀도가 증가되는 것을 방지할 수 있다는 것을 알 수 있다.
본 발명의 전극형성필름 및 이를 이용한 필름 커패시터는 필름 커패시터 제조 산업 분야에 적용된다.
100: 필름 커패시터 110: 전극형성필름
111: 유전체 필름 112: 공통전극
113: 분할전극 114: 퓨즈
114a: 브리지 115: 헤비에지 전극
120: 필름 권취체 130,140: 측단전극

Claims (13)

  1. 유전체 필름과,
    상기 유전체 필름의 폭방향의 일측의 끝단에 정렬되어 유전체 필름의 길이방향을 따라 유전체 필름의 표면에 형성되는 공통전극과,
    상기 유전체 필름의 폭방향의 타측의 끝단에서 이격되며 상기 공통전극과 서로 제1간격을 두고 이격되게 유전체 필름의 표면에 배열되어 형성되는 다수개의 분할전극과,
    상기 유전체 필름의 폭방향으로 상기 공통전극과 상기 분할전극이나 분할전극과 분할전극이 서로 연결되게 형성되는 다수개의 퓨즈(fuse)와,
    상기 유전체 필름의 길이방향으로 상기 분할전극과 분할전극이 서로 연결되게 형성되는 다수개의 브리지(bridge)를 포함하며,
    상기 분할전극, 상기 퓨즈 및 상기 브리지 중 하나 이상이 상기 유전체 필름의 폭방향이나 길이방향으로 상기 제1간격보다 큰 제2간격으로 이격되어 서로 단차를 가지게 배열되게 형성되는 전극형성필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유전체 필름은 표면이 유전체 필름의 폭방향의 길이보다 유전체 필름의 길이방향의 길이가 긴 직사각형으로 형성되고, 상기 유전체 필름의 폭방향을 기준으로 마진(margine)부와 비마진부로 분할되며, 상기 마진부는 유전체 필름의 폭방향의 타측의 끝단과 다수개의 분할전극의 사이에 설정되고, 상기 비마진부는 유전체 필름의 폭방향의 일측의 끝단과 상기 마진부 사이에 설정되어 상기 공통전극과 다수개의 분할전극이 각각 형성되며, 상기 유전체 필름의 재질은 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌 텔레프타레이트 폴리에스테르(polyethylene terephthalate polyester: PETP), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate: PEN), 폴리에테르 이미드(polyether imide: PEI)나 폴리카보네이트(polycarbonate: PC) 중 하나가 사용되는 전극형성필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 공통전극은 상기 유전체 필름의 폭방향의 일측의 끝단에 정렬되어 유전체 필름의 길이방향을 따라 형성되고 표면에 헤비에지(heavy edge) 전극이 형성되며, 상기 헤비에지 전극의 폭은 유전체 필름의 표면에 설정된 마진부의 폭보다 크게 형성되며, 상기 헤비에지 전극의 재질은 아연(Zn)이나 니켈(Ni)이 사용되는 전극형성필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 공통전극, 상기 다수개의 분할전극, 상기 다수개의 퓨즈 및 상기 다수개의 브리지는 서로 동일한 재질로 형성되고, 각각의 재질은 알루미늄(Al)이나 구리(Cu)가 사용되며, 상기 다수개의 퓨즈와 상기 다수개의 브리지는 각각 사각형 조각으로 형성되는 전극형성필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 다수개의 분할전극은 유전체 필름의 표면에 표면적이나 표면 형상 패턴이 동일하게 유전체 필름의 길이방향이나 폭방향으로 서로 제1간격을 두고 이격되게 배열되어 형성되는 전극형성필름.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 다수개의 퓨즈는 각각 유전체 필름의 폭방향을 기준으로 분할전극의 일측이나 타측의 끝단에 연결되어 공통전극과 분할 전극 사이나 분할전극과 분할전극 사이를 연결하며 유전체 필름의 길이방향을 기준으로 제2간격만큼 서로 이격되어 단차를 가지게 유전체 필름의 폭방향이나 길이방향으로 배열되어 형성되고,
    상기 다수개의 분할전극은 유전체 필름의 폭방향이나 길이방향을 기준으로 각각의 일측이나 타측의 끝단 서로 일직선상에 위치되게 유전체 필름의 폭방향이나 길이방향으로 배열되어 형성되며,
    상기 다수개의 브리지는 유전체 필름의 길이방향을 기준으로 분할전극의 일측이나 타측의 끝단에 연결되어 분할전극을 유전체 필름의 길이방향으로 연결되게 유전체 필름의 폭방향이나 길이방향을 기준으로 서로 일직선상에 위치되게 배열되어 형성되는 전극형성필름.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 다수개의 브리지는 각각 유전체 필름의 길이방향으로 다수개의 분할전극이 연결되게 유전체 필름의 길이방향을 기준으로 분할전극의 일측이나 타측의 끝단에 연결되게 형성되며 유전체 필름의 폭방향을 기준으로 제2간격만큼 서로 이격되어 단차를 가지게 유전체 필름의 폭방향이나 길이방향으로 배열되어 형성되고,
    상기 다수개의 분할전극은 유전체 필름의 폭방향이나 길이방향을 기준으로 각각의 일측이나 타측의 끝단 서로 일직선상에 위치되게 유전체 필름의 폭방향이나 길이방향으로 배열되어 형성되며,
    상기 다수개의 퓨즈는 유전체 필름의 폭방향을 기준으로 분할전극의 일측이나 타측의 끝단에 연결되어 분할전극을 유전체 필름의 폭방향으로 연결되게 유전체 필름의 폭방향이나 길이방향을 기준으로 서로 일직선상에 위치되게 배열되어 형성되는 전극형성필름.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 다수개의 퓨즈는 각각 유전체 필름의 폭방향을 기준으로 분할전극의 일측이나 타측의 끝단에 연결되어 공통전극과 분할 전극 사이나 분할전극과 분할전극 사이를 연결하며 유전체 필름의 길이방향을 기준으로 제2간격만큼 서로 이격되어 단차를 가지게 유전체 필름의 폭방향이나 길이방향으로 배열되어 형성되고,
    상기 다수개의 브리지는 각각 유전체 필름의 길이방향으로 다수개의 분할전극이 연결되게 유전체 필름의 길이방향을 기준으로 분할전극의 일측이나 타측의 끝단에 연결되며 유전체 필름의 폭방향을 기준으로 제2간격만큼 서로 이격되어 단차를 가지게 유전체 필름의 폭방향이나 길이방향으로 배열되어 형성되며,
    상기 다수개의 분할전극은 유전체 필름의 폭방향이나 길이방향을 기준으로 각각의 일측이나 타측의 끝단 서로 일직선상에 위치되게 유전체 필름의 폭방향이나 길이방향으로 배열되어 형성되는 전극형성필름.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 다수개의 분할전극은 서로 유전체 필름의 길이방향으로 제2간격만큼 이격되어 단차를 가지게 유전체 필름의 폭방향이나 길이방향으로 배열되어 형성되어 유전체 필름의 폭방향을 기준으로 각각의 일측이나 타측의 끝단의 중앙에 연결되는 퓨즈가 분할전극의 단차만큼 비례되게 서로 제2간격만큼 이격되어 단차를 가지게 형성되며, 각각은 유전체 필름의 길이방향으로 각각의 일측이나 타측의 끝단의 중앙에 서로 유전체 필름의 길이방향으로 일직선상에 위치되게 브리지가 연결되게 형성되는 전극형성필름.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2간격은 유전체 필름의 폭방향이나 길이방향으로 서로 인접되게 배치되는 두 개의 분할전극 사이의 직선거리, 두 개의 퓨즈 사이의 직선거리나 두 개의 브리지 사이의 직선거리로 각각 설정되며, 상기 직선거리는 상기 분할전극의 유전체 필름의 폭방향이나 길이방향을 기준으로 각각의 일측이나 타측의 끝단의 길이 중 직선 길이의 5 내지 25％인 전극형성필름.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 다수개의 분할전극은 표면이 사각형 패턴, 화살표형 패턴, 복합화살표형 패턴, 벌집형 패턴, 아치형 패턴, 역방향아치형 패턴 및 복합아치형 패턴 중 하나로 형성되고,
    상기 사각형 패턴은 분할전극의 길이방향의 양측 가장자리가 각각 유전체 필름의 길이방향의 가장자리와 수평이 되며 분할전극의 폭방향의 양측 가장자리는 각각 유전체 필름의 폭방향의 가장자리와 수평이 되게 형성되며,
    상기 화살표형 패턴은 분할전극의 길이방향의 양측 가장자리가 각각 유전체 필름의 길이방향의 가장자리와 수평이 되고 분할전극의 폭방향의 양측 가장자리 중 하나는 유전체 필름의 폭방향의 가장자리와 수평이 되며 분할전극의 폭방향의 양측 가장자리 중 다른 하나는 공통전극을 향하는 방향으로 볼록한 화살괄호로 형성되며,
    상기 복합화살표형 패턴은 분할전극의 길이방향의 양측 가장자리가 각각 유전체 필름의 길이방향의 가장자리와 수평이 되고 분할전극의 폭방향의 양측 가장자리 중 하나는 공통전극을 향하는 방향으로 볼록한 화살괄호로 형성되며 분할전극의 폭방향의 양측 가장자리 중 다른 하나는 공통전극을 향하는 방향으로 오목한 화살괄호로 형성되며,
    상기 벌집형 패턴은 분할전극의 길이방향의 양측 가장자리가 각각 유전체 필름의 길이방향의 가장자리와 수평이 되는 벌집형으로 형성되며,
    상기 아치형 패턴은 분할전극의 길이방향의 양측 가장자리가 각각 유전체 필름의 길이방향의 가장자리와 수평이 되고 분할전극의 폭방향의 양측 가장자리는 각각 공통전극을 향하는 방향으로 볼록한 곡선으로 형성되며,
    상기 역방향아치형 패턴은 분할전극의 길이방향의 양측 가장자리가 각각 유전체 필름의 길이방향의 가장자리와 수평이 되고 분할전극의 폭방향의 양측 가장자리는 각각 공통전극을 향하는 방향으로 오목한 곡선으로 형성되며,
    상기 복합화살표형 패턴은 분할전극의 길이방향의 양측 가장자리가 각각 유전체 필름의 길이방향의 가장자리와 수평이 되고 분할전극의 폭방향의 양측 가장자리 중 하나는 공통전극을 향하는 방향으로 볼록한 곡선으로 형성되며 분할전극의 폭방향의 양측 가장자리 중 다른 하나는 공통전극을 향하는 방향으로 오목한 곡선으로 형성되며,
    상기 분할전극의 길이방향은 상기 유전체 필름의 길이방향과 수평이 되며, 상기 분할전극의 폭방향은 상기 유전체 필름의 길이방향과 수평이 되는 전극형성필름.
  12. 두 개 이상의 전극형성필름을 서로 오프셋(offset)을 가지게 겹친 상태에서 상기 두 개 이상의 전극형성필름 중 하나의 전극형성필름의 헤비에지 전극이 일측에 배치되며 다른 전극형성필름의 헤비에지 전극이 타측에 배치되게 권취되어 형성되는 필름 권취체와,
    상기 필름 권취체의 일측과 타측의 끝단에 각각 형성되어 각각 하나의 전극형성필름의 헤비에지 전극이나 다른 전극형성필름의 헤비에지 전극에 연결되는 한 쌍의 측단전극을 포함하고,
    상기 두 개 이상의 전극형성필름은 각각 상기 제1항 내지 제12항의 전극형성필름이 사용되고,
    상기 오프셋은 한 쌍의 측단전극 중 하나의 측단전극의 표면에서 상기 두 개 이상의 전극형성필름 중 하나의 전극형성필름의 헤비에지 전극의 폭방향의 타측의 끝단에서 일정한 거리만큼 이격되어 헤비에지 전극의 표면에 겹치게 배치되는 상기 두 개 이상의 전극형성필름 중 다른 하나의 전극형성필름의 마진부의 폭방향의 일측의 끝단까지의 길이로 설정되며,
    상기 마진부의 폭은 상기 헤비에지 전극의 폭보다 작게 형성되어 마진부의 폭방향의 타측의 끝단이 상기 헤비에지 전극의 표면과 겹치게 배치되는 필름 커패시터.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 한 쌍의 측단전극은 각각 금속 용사 방법을 이용해 형성되며 재질은 아연(Zn)이나 니켈(Ni)이 사용되는 필름 커패시터.
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KR1020210141925A KR102529230B1 (ko) 2021-10-22 2021-10-22 전극형성필름 및 이를 이용한 필름 커패시터

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100836567B1 (ko) 2007-03-22 2008-06-10 주식회사 뉴인텍 필름 커패시터용 금속화 플라스틱필름 및 필름 커패시터
KR20110087853A (ko) * 2010-01-27 2011-08-03 주식회사 뉴인텍 증착 필름 및 이를 사용한 필름 커패시터
KR20160028337A (ko) * 2014-09-02 2016-03-11 삼화콘덴서공업주식회사 전극형성필름 및 이를 이용한 필름 커패시터
JP2017098559A (ja) * 2012-01-06 2017-06-01 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 フィルムコンデンサ

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