사빅, PCIM 아시아에서 캐패시터에 적용된 ELCRES^™ HTV150A 필름의 첫 상용 사례 발표

2024년 8월 13일, 중국 상하이 - 세계적인 종합화학기업 사빅(SABIC)이 “2024 PCIM 아시아” (11번 홀, 부스 H03)에서 고열 ELCRES^™ HTV150A 유전체 필름의 첫 상용 사례를 발표한다. 일본의 니치콘 (Nichicon Corporation)은 이 새로운 초박막 특수필름을 기반으로 산업 규격에 적합한 전기 자동차의 교류 (AC)-직류 (DC) 모듈용 고온, 고전압 캐패시터를 개발했다. 이러한 기술 혁신은 보다 효율적인 직류-교류 전력 모듈을 구현할 수 있는 첨단 필름 캐패시터에 대한 업계의 수요를 충족한다.

니치콘의 XEV 글로벌 디자인 센터, 타카시 모리(Takashi Mori) 제너럴매니저는 “높은 온도와 전압을 견딜 수 있는 필름 캐패시터를 최초로 개발하게 되어 자랑스럽다"며, “사빅의 유전체 필름으로 만든 이 새로운 캐패시터는 전기차용 직류-교류 인버터에서 실리콘 카바이드 및 질화 갈륨 모스펫(MOSFET)의 모든 이점들을 구현시키는 데 도움을 줄 수 있다. 사빅과 협력해 니치콘의 엔지니어링 리더십과 사빅의 뛰어난 소재 혁신을 결합하게 되어 매우 기쁘다”고 말했다.

기존의 필름 솔루션과는 달리, ELCRES HTV150A 유전체 필름으로 만든 단일 캐패시터는 고온(최대 150°C)과 고전압(최대 1,000볼트)에서도 안정적인 성능을 유지하며 작동될 수 있다.

니치콘은 사빅과의 협력을 통해 직류-교류 인버터 모듈 제조업체들에게 관련 부품을 제공하기 위해, 캐패시터 설계에 필름을 적용하여 성공적으로 테스트를 완료했다. 이번 PCIM 전시회에서 프로토타입 캐패시터가 사빅 부스에서 전시될 예정이다. 또한 유전체 필름과 관련된 세 개의 발표가 예정되어 있다.

먼저, 수석과학자 (Chief Scientist) 아델 바스타로스 (Adel Bastawros) 박사와 위안 조우(Yuan Zhou) 책임과학자 (Lead Scientist)가 “DC 링크 캐패시터를 위한 HTV150A 고온 및 고전압 필름의 신뢰성”이라는 주제로 8월 29일 오전 10시 50분부터 11시 10분 (중국 표준시 기준)까지 PCIM 전시회 포럼 5에서 발표할 예정이다.

다른 두 개의 프레젠테이션은 PCIM 테크 컨퍼런스에서 진행된다. 8월 29일 오후 3시30분 (태평양 표준시), 전력전환 III (Power Conversion III)에 관한 오랄 세션 8에서 “DC 링크 애플리케이션을 위한 150°C 캐패시터”를 주제로 아델 바스타로스 박사가 미팅룸 9C에서 발표한다. 8월 30일 오후 2시40분 (태평양 표준시)에는 위안 조우(Yuan Zhou) 책임과학자가 주변 부품 및 회로 (Peripheral Components and Circuitry)에 관한 오랄 세션 11에서 “DC 링크 애플리케이션을 위한 고열 캐패시터의 85°C 및 85% RH에서의 노화 거동”이란 주제로 미팅룸 9B에서 발표한다.

사빅의 폴리머스 스페셜티즈 사업부 테크놀로지 부문 스캇 피셔 (Scott Fisher) 제너럴매니저는 “사빅은 고객이 최신 캐패시터 기술로 전환할 수 있도록 ELCRES HTV150A 필름을 설계했으며, 이러한 혁신을 주도하고 있는 니치콘에 경의를 보낸다”며, “니치콘의 새로운 필름 캐패시터는 전기 자동차 주행 거리, 충전 속도 및 성능을 개선하고 액티브 냉각(active cooling)의 필요성을 줄여 컴팩트한 경량의 모듈 설계를 가능하게 하는 잠재력을 가지고 있다. 사빅은 향후에도 니치콘과의 협업을 통해 전력 전자 산업 발전에 기여할 수 있기를 바란다”고 말했다.

니치콘은 필름 커패시터 개발 프로젝트를 통해 900-1000V 전압 달성이 가능하도록 ELCRES HTV150A 필름의 세그먼트 금속화를 진행했다. 이 필름은 안정적이고 고유의 유전체 특성을 바탕으로150°C에서도 작동 가능하다. 실제로 프로젝트에는150°C에서 2,000시간, 130°C에서 3,600시간의 수명을 측정하는 신뢰성 테스트 등이 포함됐다.

사빅의 ELCRES HTV150A 유전체 필름은 -40°C에서 150°C의 폭넓은 작동 온도와 최대 100kHz의 주파수에서 안정적인 성능을 유지하는 최초의 필름으로, 안정적인 전기용량 (capacitance), 높은 절연 저항 및 우수한 유전체 성능을 제공한다. 기존 필름 솔루션에서 발생하는 105°C 이상에서의 중요한 성능 격차도 해결한다. 마이크로미터 또는 미크론의 금속화된 ELCRES HTV150A 필름으로 제작된 캐패시터는 150°C에서 2,000시간 동안 표준 전기 및 수명 테스트뿐만 아니라, 85°C 및 85% 상대 습도에서 1,000시간 동안 습열 노화 테스트를 통과했다. 전기용량의 변화가 적고 안정적인 절연 저항을 보이는 이 필름은 전체 작동 온도 범위에서 높은 전압 파괴 강도, 우수한 자가 치유력 뿐만 아니라 금속화 과정에서 알루미늄 및 아연에 대한 우수한 접착성 등의 특성을 지닌다.

PCIM 아시아는 2024년 8월 28일부터 30일까지 중국 선전에서 개최된다.

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