KR100303962B1 - 마이크로 퓨즈 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 도전성 금속재로 형성된 캡과, 상기 캡에 연결되는 리드 와이어를 포함하여 구성되는 마이크로 퓨즈에 있어서, 철계 합금으로 형성되는 퓨저블 엘리먼트와, 고순도 세라믹으로 형성되고, 상기 퓨저블 엘리먼트가 외주면에 길이 방향으로 부착되는 세라믹 로드와, 상기 캡의 외측에 부착되어 고정되는 리드 와이어와, 플라스틱재로 형성되어 상기 세라믹 로드와 상기 캡을 내부에 수납하여 외부 충격에 상기 세라믹 로드와 상기 캡을 보호함과 동시에 상기 캡과 상기 퓨저블 엘리먼트를 외부에 절연시키며, 외측면에 부품 사양이 표시되는 내열 튜브로 구성된다.
따라서, 본 발명에 따르면 철계 합금으로 퓨저블 엘리먼트를 형성하여 퓨저블 엘리먼트의 내부 임피던스를 0.1Ω이하로 낮추므로 정상 상태에서 최대 정격 전류가 인가되면 열이 발생되지 않고, 철계 합금으로 퓨저블 엘리먼트를 형성하여 온도계수를 +4000PPM/℃ 이상으로 높여 과전류 인가시 온도 상승에 따른 저항값의 변화를 향상시키므로 퓨저블 엘리먼트가 확실하게 단선되어 회로를 보호하며. 마이크로 퓨즈가 대칭성을 가지도록 세라믹 튜브가 아닌 세라믹 로드를 사용하므로서 전자부품 자동삽입기로 마이크로 퓨즈의 자동 삽입이 가능하다.
Description
본 발명은 마이크로 퓨즈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 철(Fe)계 합금을퓨저블 엘리먼트로 사용하여 퓨저블 엘리먼트의 내부 임피던스를 낮추어 정상 상태에서 최대 정격 전류가 인가되어도 퓨저블 엘리먼트에서 높은 열이 발생하는 것을 차단하고, 퓨저블 엘리먼트의 온도 계수를 향상시켜 과전류 인가시 신속하게 단선되도록 하는 마이크로 퓨즈 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 마이크로 퓨즈(Micro Fuse)는 전자 기기(텔레비젼, 컴퓨터, 카셋트 플레이어, 소형 전자 기기 등)에 사용되며, 과전류 인가시 마이크로 퓨즈의 퓨저블 엘리먼트가 단선되면서 회로 및 전자 부품을 과전류로부터 보호한다.
마이크로 퓨즈는 비정상 상태 즉, 100A 이상의 과전류 인가시 신속하게 절단되어야 되고, 전원 인가 상태 즉, 30~40A 사이의 과전류 인가될 때에는 내부 임피던스가 작아 발열이 적게 일어나며 절단되지 않아야 되며, 정상 상태에서 최대 정격 전류가 인가되어도 높은 열이 발생되지 않아야 되는 조건을 모두 만족해야 된다.
일반적인 마이크로 퓨즈는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 퓨저블 엘리먼트(11)와, 세라믹 튜브(12)와, 캡(13)과, 리드 와이어(14) 및 내열 튜브(15)로 구성된다.
먼저, 퓨저블 엘리먼트(Fusible element)(11)는 구리선에 은도금을 하여 과전류가 인가되면 파손(단선)되도록 동작하고, 온도 계수(주위 온도가 1℃ 상승시 저항치의 변화량을 PPM 단위로 환산한 수치)는 +3000PPM/℃이다.
그리고, 세라믹 튜브(12)는 퓨저블 엘리먼트(11)가 원통형인 내부를 관통하도록 구성되고, 퓨저블 엘리먼트(11)가 과전류에 의해 단선시 발생하는 스파크 등이 외부로 유출되는 것을 방지한다.
또한, 캡(13)은 퓨저블 엘리먼트(11)가 내측에 부착되며, 세라믹 튜브(12)의 양단에 고정 설치되어 퓨저블 엘리먼트(11)와 회로 기판을 전기적으로 연결한다.
한편, 리드 와이어(14)는 캡(13)의 외측에 부착되어 회로 기판 상에 납땜되어 고정되도록 구성되고, 퓨저블 엘리먼트(11)와 캡(13)을 회로 기판과 전기적으로 연결한다.
그리고, 내열 튜브(15)는 세라믹 튜브(12)와 캡(13)을 감싸 절연하도록 구성되고, 외부 표면에는 정격 전류 등의 사양이 표시된다.
이하, 종래의 마이크로 퓨즈의 조립 과정을 도 1을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 세라믹 튜브(12) 내에 퓨저블 엘리먼트(11)를 삽입시킨 후, 캡(13)의 내측에 퓨저블 엘리먼트(11)를 부착한다.
그리고, 세라믹 튜브(12)의 양단에 캡(13)을 고정시킨 후, 캡(13)의 외측에 리드 와이어(14)를 고정시키고, 내열 튜브(15)로 세라믹 튜브(12)와 캡(13)을 감싼다.
이렇게 형성된 마이크로 퓨즈(10)는 교류 전원 공급부(미도시)의 출력단과 정류 회로(미도시)의 입력단 사이에 연결되어 교류 전원 공급부에서 과전류가 인가되면 퓨저블 엘리먼트가 단선되면서 정류 회로와 정류 회로 이하의 회로에 과전류의 인가를 차단하여 회로 부품을 보호하였다.
그러나, 이러한 종래의 마이크로 퓨즈는 퓨저블 엘리먼트의 내부 임피던스가 0.4~0.5Ω정도로 높아 정상 상태에서 최대 정격 전류(예를 들면 볼륨을 최대로 올리거나, 화면 밝기를 최대로 올리는 경우)가 인가되면 높은 열이 발생되어 회로 기판을 통해 다른 전자 부품으로 열이 전도되어 다른 전자 부품에 영향을 미치는 문제점이 있었다.
또한, 퓨저블 엘리먼트의 온도계수가 +3000PPM/℃정도로 낮아 과전류 인가시 온도의 상승에 따른 저항치 변화가 적어 퓨저블 엘리먼트가 신속하게 절단되지 않는 다른 문제점이 있었다.
또한, 종래의 마이크로 퓨즈에서는 내부 공간이 빈 원통형 세라믹 튜브를 사용하므로 좌/우, 상/하의 대칭성이 없어 전자부품 자동삽입기로 자동 삽입이 불가능한 또 다른 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 본 발명의 목적은 철계 합금으로 퓨저블 엘리먼트를 형성하여 퓨저블 엘리먼트의 내부 임피던스를 0.1Ω이하로 낮추므로 정상 상태에서 최대 정격 전류가 인가되어도 높은 열이 발생되지 않아 다른 회로 부품을 보호하도록 하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 철계 합금으로 퓨저블 엘리먼트를 형성하여 온도계수를 +4000PPM/℃ 이상으로 높여 과전류 인가시 온도 상승에 따른 저항값의 변화를 향상시키므로 퓨저블 엘리먼트가 확실하게 단선되어 회로를 보호하도록 하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 마이크로 퓨즈가 대칭성을 가지도록 세라믹 튜브가 아닌 세라믹 로드를 사용하므로서 전자부품 자동삽입기로 마이크로 퓨즈의 자동 삽입이 가능하도록 하는 데 있다.
도 1은 일반적인 종래의 마이크로 퓨즈의 종단면도
도 2는 일반적인 종래의 마이크로 퓨즈의 횡단면도
도 3은 본 발명에 의한 마이크로 퓨즈의 종단면도
도 4는 본 발명에 의한 마이크로 퓨즈의 횡단면도
도 5는 본 발명에 의한 마이크로 퓨즈의 제조 방법을 보인 공정도
<도면중 주요부분에 대한 부호의 설명>
10, 100 : 마이크로 퓨즈 11, 110 : 퓨저블 엘리먼트
12 : 세라믹 튜브 120 : 세라믹 로드
13, 130 : 캡 14, 140: 리드 와이어
15, 150 : 내열 튜브 151 : 관통 구멍
160 : 에폭시 수지
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 도전성 금속재로 형성된 캡과, 상기 캡에 연결되는 리드 와이어를 포함하여 구성되는 마이크로 퓨즈에 있어서,
철계 합금으로 형성되는 퓨저블 엘리먼트와,
고순도 세라믹으로 형성되고, 상기 퓨저블 엘리먼트가 외주면에 길이 방향으로 부착되는 세라믹 로드와,
상기 캡의 외측에 부착되어 고정되는 리드 와이어와,
플라스틱재로 형성되어 상기 세라믹 로드와 상기 캡을 내부에 수납하여 외부 충격에 상기 세라믹 로드와 상기 캡을 보호함과 동시에 상기 캡과 상기 퓨저블 엘리먼트를 외부에 절연시키며, 외측면에 부품 사양이 표시되는 내열 튜브로 구성된다.
여기서, 상기 철계 합금은, 철과 크롬 및 니켈을 주성분으로 하는 합금이고, 상기 내열 튜브는, 일단이 개방되고 타단의 중앙부에는 상기 퓨저블 엘리먼트가 통과하는 관통 구멍을 가지며, 개방된 일단은 에폭시 수지로 마감된다.
본 발명의 마이크로 퓨즈의 제조 방법은, 세라믹 로드의 양단에 도전성 금속재인 캡을 부착시키는 캡 부착 공정과,
상기 캡이 양단에 부착된 상기 세라믹 로드의 외주면에 길이 방향으로 철계합금인 퓨저블 엘리먼트를 부착시키는 퓨저블 엘리먼트 부착 공정과,
상기 퓨저블 엘리먼트를 상기 캡의 일측면에 전기적으로 연결시키는 퓨저블 엘리먼트 연결 공정과,
상기 캡의 외측에 리드 와이어를 부착시키는 리드 와이어 부착 공정과,
플라스틱재로 형성되며, 일면이 개방되고 타면이 밀폐되며, 밀폐된 타면에 상기 리드 와이어가 관통하는 관통 구멍을 갖는 내열 튜브의 내측에 상기 퓨저블 엘리먼트를 상기 관통 구멍에 삽입시키면서 상기 캡과 상기 퓨저블 엘리먼트가 부착된 상기 세라믹 로드를 삽입하는 세라믹 로드 삽입 공정과,
상기 내열 튜브의 개방된 일면을 마감재로 마감하는 마감 공정으로 이루어진다.
여기서, 상기 마감 공정시의 마감재는, 에폭시 수지재이다.
따라서, 철계 합금으로 퓨저블 엘리먼트를 형성하여 퓨저블 엘리먼트의 내부 임피던스를 0.1Ω이하로 낮추므로 정상 상태에서 최대 정격 전류가 인가되면 열이 발생되지 않도록 하고, 철계 합금으로 퓨저블 엘리먼트를 형성하여 온도계수를 +4000PPM/℃ 이상으로 높여 과전류 인가시 온도 상승에 따른 저항값의 변화를 향상시키므로 퓨저블 엘리먼트가 확실하게 단선되어 회로를 보호하도록 하며. 마이크로 퓨즈가 대칭성을 가지도록 세라믹 튜브가 아닌 세라믹 로드를 사용하므로서 전자부품 자동삽입기로 마이크로 퓨즈를 자동 삽입이 가능하다.
이하, 본 발명에 의한 마이크로 퓨즈의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 의한 마이크로 퓨즈의 종단면도이고, 도 4는 본 발명에 의한 마이크로 퓨즈의 횡단면도이며, 도 5는 본 발명에 의한 마이크로 퓨즈의 제조 방법을 보인 공정도이다.
도 3 및 도 4를 보면, 먼저, 퓨저블 엘리먼트(110)는 철계 합금으로 형성된다. 여기서, 퓨저블 엘리먼트(110)는 철과 크롬 및 니켈을 주성분으로 하여 합금시킨 철계 합금이다. 이렇게 형성된 퓨저블 엘리먼트(110)는 내부 임피던스가 0.1Ω이하를 가지므로 최대 정격 전류가 인가되어도 높은 열이 발생하지 않고, 또한, 종래의 구리선에 은도금한 퓨저블 엘리먼트의 온도 계수(+3000PPM/℃)보다 온도 계수(+4000PPM/℃)를 상대적으로 높여 과전류가 인가되면 온도의 증가에 따라 저항값이 증가되어 퓨저블 엘리먼트(110)의 단선이 신속하게 이루어진다.
그리고, 세라믹 로드(120)는 고순도 세라믹으로 형성되고 퓨저블 엘리먼트(110)가 외주면에 길이 방향으로 부착되어 고정된다.
또한, 캡(130)은 도전성 금속재로 형성되어 세라믹 로드(120)의 양끝단에 고정 설치되며, 퓨저블 엘리먼트(110)가 일측면에 부착되어 퓨저블 엘리먼트(110)를 외부와 전기적으로 연결시키도록 구성된다.
한편, 리드 와이어(140)는 퓨저블 엘리먼트(110) 및 캡(130)을 회로 기판과 전기적으로 연결시키도록 캡(130)의 외측에 부착되어 고정되도록 구성된다.
그리고, 내열 튜브(150)는 퓨저블 엘리먼트(110) 및 캡(130)을 외부와 절연시키며, 퓨저블 엘리먼트(110)와 캡(130) 및 세라믹 로드(120)를 외부의 충격에 보호하고, 외측면에 정격 전류 등의 사양이 표시될 수 있도록 플라스틱재로 형성되고, 내부에 캡(130)과 퓨저블 엘리먼트(110)가 부착된 세라믹 로드(120)가 수납되도록 구성된다. 여기서, 내열 튜브(150)는 일단이 개방되고 타단이 밀폐되도록 형성되며, 밀폐된 타단의 중앙부에는 리드 와이어(140)가 통과하는 관통 구멍(151)이 형성되고, 개방된 일단은 에폭시 수지(160)로 마감된다.
이하, 본 발명에 의한 마이크로 퓨즈의 제조 방법을 도 5를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 고순도 세라믹을 형성된 세라믹 로드(120)의 양끝단에 캡(130)을 부착시키고(S10), 캡(130)이 양끝단에 부착된 세라믹 로드(120)의 외주면에 길이 방향으로 철계합금으로 형성된 퓨저블 엘리먼트(110)를 부착한다(S20).
그리고, 세라믹 로드(120)에 부착된 퓨저블 엘리먼트(110)의 양끝단을 캡(130)의 일측면과 전기적으로 연결시키고(S30), 캡(130)의 외측에 각각 리드 와이어(140)를 부착하여 고정시킨다(S40).
이러한 상태에서, 퓨저블 엘리먼트(110) 및 캡(130)이 부착된 세라믹 로드(120)를 내열 튜브(150)의 개구부를 통해 삽입시키는 데, 삽입시 캡(130)에 부착된 어느 한쪽의 리드 와이어(140)를 내열 튜브(150)의 관통 구멍(151)에 맞추어 세라믹 로드(120)를 내열 튜브(150) 내로 완전히 삽입시킨다(S50).
그리하여, 내열 튜브(150)에 세라믹 로드(130)가 삽입되면 내열 튜브(150)의 개구부를 통해 외부로 돌출된 다른 한쪽의 리드 와이어(140)를 에폭시 수지(160)로 마감하여 내열 튜브(150)의 개구부를 밀봉시킨다(S60).
이렇게 하여 제조된 마이크로 퓨즈(100)는 입력 전압을 회로 내에서 필요로하는 전압으로 변환시키는 트랜스 포머의 출력단과 정류 회로의 입력단 사이에 고정 설치되어 과전류로부터 회로를 보호한다.
따라서, 철계 합금으로 퓨저블 엘리먼트를 형성하여 퓨저블 엘리먼트의 내부 임피던스를 0.1Ω이하로 낮쳐 정상 상태에서 최대 정격 전류가 인가되면 열이 발생되지 않으며, 철계 합금으로 퓨저블 엘리먼트를 형성하여 온도계수를 +4000PPM/℃ 이상으로 높여 과전류 인가시 온도 상승에 따른 저항값의 변화를 향상시켜 퓨저블 엘리먼트가 확실하게 단선되어 회로를 보호한다
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 마이크로 퓨즈 및 그 제조 방법에 의하면 다음과 같은 이점들이 발생한다.
먼저, 철계 합금으로 퓨저블 엘리먼트를 형성하므로 퓨저블 엘리먼트의 내부 임피던스를 0.1Ω이하로 낮추어 정상 상태에서 최대 정격 전류가 인가되면 높은 열이 발생되지 않아 다른 회로 부품으로 열이 전도되지 않아 다른 회로 부품을 보호한다.
그리고, 철계 합금으로 퓨저블 엘리먼트를 형성하여 온도계수를 +4000PPM/℃ 이상으로 상승시키므로 과전류 인가시 온도 상승에 따른 저항값의 변화를 향상시켜 퓨저블 엘리먼트가 확실하게 단선되어 회로를 보호한다.
또한, 마이크로 퓨즈가 대칭성을 가지도록 세라믹 튜브가 아닌 세라믹 로드를 사용하므로서 전자부품 자동삽입기로 마이크로 퓨즈의 자동 삽입이 가능하다.
아울러 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
Claims (5)
- 도전성 금속재로 형성된 캡과, 상기 캡에 연결되는 리드 와이어를 포함하여 구성되는 마이크로 퓨즈에 있어서,철계 합금으로 형성되는 퓨저블 엘리먼트와,고순도 세라믹으로 형성되고, 상기 퓨저블 엘리먼트가 외주면에 길이 방향으로 부착되는 세라믹 로드와,상기 캡의 외측에 부착되어 고정되는 리드 와이어와,플라스틱재로 형성되어 상기 세라믹 로드와 상기 캡을 내부에 수납하여 외부 충격에 상기 세라믹 로드와 상기 캡을 보호함과 동시에 상기 캡과 상기 퓨저블 엘리먼트를 외부에 절연시키며, 외측면에 부품 사양이 표시되는 내열 튜브로 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 퓨즈.
- 제 1 항에 있어서, 상기 철계 합금은, 철과 크롬 및 니켈을 주성분으로 하는 합금인 것을 특징으로 하는 마이크로 퓨즈.
- 제 1 항에 있어서, 상기 내열 튜브는, 일단이 개방되고 타단의 중앙부에는 상기 리드 와이어가 통과하는 관통 구멍을 가지며, 개방된 일단은 에폭시 수지로 마감되는 것을 특징으로 하는 마이크로 퓨즈.
- 세라믹 로드의 양단에 도전성 금속재인 캡을 부착시키는 캡 부착 공정과,상기 캡이 양단에 부착된 상기 세라믹 로드의 외주면에 길이 방향으로 철계 합금인 퓨저블 엘리먼트를 부착시키는 퓨저블 엘리먼트 부착 공정과,상기 퓨저블 엘리먼트를 상기 캡의 일측면에 전기적으로 연결시키는 퓨저블 엘리먼트 연결 공정과,상기 캡의 외측에 리드 와이어를 부착시키는 리드 와이어 부착 공정과,플라스틱재로 형성되며, 일면이 개방되고 타면이 밀폐되며, 밀폐된 타면에 상기 리드 와이어가 관통하는 관통 구멍을 가지는 내열 튜브의 내측에 상기 리드 와이어를 상기 관통 구멍에 삽입시키면서 상기 캡과 상기 퓨저블 엘리먼트가 부착된 상기 세라믹 로드를 삽입하는 세라믹 로드 삽입 공정과,상기 내열 튜브의 개방된 일면을 마감재로 마감하는 마감 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 퓨즈의 제조 방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 마감 공정시의 마감재는, 에폭시 수지인 것을 특징으로 마이크로 퓨즈의 제조 방법.
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1999
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