KR100429382B1 - 엑시알 타입의 폴리머 정온도계수 저항소자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도전성 폴리머 PTC층(11)과, 상기 PTC층(11)의 상하단에 형성된 제 1 및 제 2 전극(13, 15)과, 상기 제 1 및 제 2 전극(13, 15)의 상하단에 형성된 평판형 제 1 및 제 2 전극단자(17, 19)로 이루어진 엑시알 폴리머 PTC 소자(10)에 있어서, 상기 평판형 제 1 및 제 2 전극단자(17, 19)에 대략 직사각형과 같은 장방형이나 사각형, 타원형, 삼각형 또는 원 형태의 홀(20)을 택일하여 형성하고, 그 홀(20)을 통해 외부 리드선과 스폿 용접함으로써, 양쪽 전극단자에 홀이 없는 등의 다른 형태의 종래 PTC 소자에 비해서 전극단자의 작은 여유면적에도 불구하고 스폿 용접에 의한 전지와 전기전자부품과 폴리머 PTC 소자를 접속할 경우 상대적으로 낮은 온도에서 짧은 시간에 용접을 하여도 우수한 용접 특성을 얻을 수 있어 전지와 폴리머 PTC 소자를 열충격으로부터 보호할 수 있으며, 이로 인해 향상된 전지 및 폴리머 PTC 소자의 신뢰성을 확보할 수 있는 엑시알 타입의 폴리머 정온도계수 저항소자를 제공한다.

Description

엑시알 타입의 폴리머 정온도계수 저항소자{AXIAL TYPE POLYMER PTC DEVICE OF ELECTRODE TERMINAL WITH A HOLE}

본 발명은 폴리머 정온도계수(PTC) 저항소자에 관한 것으로, 특히 폴리머 PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자의 상하단에 위치한 복수의 전극단자에 각기 직사각이나 원 형태의 홀(Hole)을 형성함으로써, 홀을 통한 스폿 용접에 의해 전지와 폴리머 PTC 소자를 조립할 경우 종래의 엑시알 타입의 폴리머 PTC 저항소자에 비해 상대적으로 낮은 온도에서 짧은 시간에 용접을 하여도 용접 부분이 정확하게 융착되어 전지와 폴리머 PTC 소자를 열충격으로부터 보호할 수 있음과 아울러 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 엑시알 타입의 폴리머 PTC 저항소자에 관한 것이다.

이미 알려진 바와 같이 폴리머 PTC는 일반적으로 결정성이 높은 올레핀계 수지를 매트릭스로 사용하여 여기에 도전성 카본블랙을 균일하게 분산시키고 시트 형태로 압출성형한 후 양쪽면에 전극단자를 부착하는 방법으로 제조되는 소자로서 전기전자회로 및 전지에 과전류가 유입되면 소자가 발열하게 되고 이로인해 급격히 저항이 증가(10⁴∼10⁶)하여 전류를 차단시킴으로써 전기전자회로 및 전지를 보호해 주는 역할을 한다.

종래의 전통적인 퓨즈는 과전류가 유입되면 그 자체가 단락되어 회로상에 흐르는 전류를 차단하지만 회로가 정상상태로 복원 작동할 때는 새로운 퓨즈로의 교체가 필요하다.

그러나, 엑시알 타입의 폴리머 PTC 소자는 저항을 급격하게 상승시키는 요인이 제거되면 소자의 오도가 정상 상태로 낮아져 초기의 낮은 저항 값으로 자동 복귀하여 회로 및 전지의 정상 동작이 가능해진다. 따라서, 일반 퓨즈와는 달리 영구적으로 재사용이 가능한 리셋터블(Resettable) 퓨즈이다.

상기 폴리머 PTC 저항소자는 리드선이 부착된 형태의 레디알 타입 및 엑시알 타입과, 그리고 원통형의 1차, 2차 전지에 쓰이는 디스크 타입, 및 전기전자회로에적용되는 표면실장 타입의 형태로 대별되며, 1차, 2차 전지보호, 컴퓨터 회로 및 각종 전기전자제품의 회로 보호와, 소형모터 보호와, 각종 통신기기 등의 과열 및 과전류 보호 소자로 널리 사용되고 있다.

도 1a 내지 도 1b는 일반적인 엑시알 타입의 폴리머 PTC 소자를 나타낸 사시도 및 평면도로서, PTC 소자의 중간에 도전성 폴리머 PTC층(1)이 형성되어 있고, PTC층(1)의 상하단에 각각 니켈도금 동박층 또는 니켈층의 제 1 및 제 2 전극(3, 5)이 형성되어 있고, 제 1 및 제 2 전극(3, 5)의 상하단에 각각 니켈층의 평판형 제 1 및 제 2 전극단자(7, 9)가 형성되어 있다.

이와 같이 형성된 PTC 소자를 전지나 전자부품 등과 같은 회로에 직렬 연결하게 되는 데, 이때 PTC 소자의 상하단 평판형 제 1 및 제 2 전극단자(7, 9)에 각각 납땜 용접하여 전기적으로 연결시키게 된다.

이와 같이 구성된 일반적인 엑시알 타입의 폴리머 PTC 소자는 평판형 전극단자의 작은 면적으로 인해 용접하기가 상당히 어려울 뿐만 아니라 용접하는 데 많은 시간과 집중을 요하였고, 또한 평판상에 용접함에 따라 결합력을 높이기 위해 강한 용접을 실시함으로써 PTC 소자의 특성을 훼손하거나 상대적으로 약한 납땜 결합력으로 인해 납땜부위가 떨어질 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 폴리머 정온도계수(PTC; Positive Temperature Coefficient) 소자의 상하단에 위치한 복수의 전극단자에 직사각이나 장방형 또는 복수의 원 형태의 홀(Hole)을 형성함으로써, 홀의 면적을 극대화하여 홀을 통한 스폿 용접에 의해 전지와 폴리머 PTC 소자를 조립할 경우 종래의 엑시알 타입의 폴리머 PTC 저항소자에 비해 상대적으로 낮은 온도에서 짧은 시간에 용접을 하여도 용접 부분이 정확하게 융착되어 전지와 폴리머 PTC 소자를 열충격으로부터 보호할 수 있음과 아울러 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 엑시알 타입의 폴리머 정온도계수 저항소자를 제공하는 데 있다.

도 1a 내지 도 1b는 일반적인 엑시알 타입의 폴리머 PTC 소자를 나타낸 사시도 및 평면도이고,

도 2a 내지 도 5b는 본 발명의 각 실시예에 의한 폴리머 PTC 소자의 구조를 도시한 사시도 및 평면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10: PTC(Positive Temperature Coefficient) 저항소자

11: PTC층 13,15: 제 1 및 제 2 전극

17,19: 제 1 및 제 2 전극단자 20: 홀(Hole)

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은, 도전성 폴리머 PTC층(11)과, 상기 PTC층(11)의 상하단에 형성된 제 1 및 제 2 전극(13, 15)과, 상기 제 1 및 제 2 전극(13, 15)의 상하단에 형성된 평판형 제 1 및 제 2 전극단자(17, 19)로 이루어진 엑시알 폴리머 PTC 소자(10)에 있어서: 상기 평판형 제 1 및 제 2 전극단자(17, 19)에 대략 직사각형과 같은 장방형이나 사각형, 타원형, 삼각형 형태의 홀 또는 원 형태의 복수의 홀(20)을 택일하여 형성하고, 그 홀(20)을 통해 외부 리드선과 스폿 용접하되, 상기 직사각형과 같은 장방형 형태의 홀(20)은 전극단자(17, 19) 길이 방향으로 0.5mm 내지 30mm이고, 그 폭은 0.1mm 내지 5.0mm의 크기로 형성하고, 상기 원 형태의 홀(20)은 그 직경이 1.0mm 내지 5.0mm로 형성한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 살펴보고자 한다.

도 2a 내지 도 5b는 본 발명의 각 실시예에 의한 폴리머 PTC 소자의 구조를 도시한 것으로, 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일실시예에 의한 엑시알 타입의 폴리머 PTC 소자를 나타낸 사시도 및 평면도로서, PTC 소자(10)의 중간에 도전성 폴리머 PTC층(11)이 형성되어 있고, 상기 PTC층(11)의 상하단에 각각 니켈도금 동박층 또는 니켈층으로 이루어진 제 1 및 제 2 전극(13, 15)이 형성되어 있고, 상기 제 1 및 제 2 전극(13, 15)의 상하단에 각각 니켈층 또는 니켈도금층으로 이루어진 평판형 제 1 및 제 2 전극단자(17, 19)가 형성되어 있으며, 상기 평판형 제 1 및 제 2 전극단자(17, 19)에는 직사각 형태의 홀(20)이 뚫어져 있다.

그리고, 도 3a 및 도 3b는 본 발명에 다른 실시예에 의한 엑시알 타입의 폴리머 PTC 소자를 나타낸 사시도 및 평면도로서, 상기 도 2a와 동일 구조로 이루어져 있되, 평판형 제 1 및 제 2 전극단자(17, 19)에 직사각의 홀(20)이 아니라 홀(20)의 모서리가 라운드 처리된 대략 직사각 형태의 홀(20)이 뚫어진 것이 도 2a와는 다르다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 또다른 실시예에 의한 엑시알 타입의 폴리머 PTC 소자를 나타낸 사시도 및 평면도로서, 상기 도 3a와 동일 구조로 이루어져 있되, 평판형 제 1 및 제 2 전극단자(17, 19)의 외곽 모서리 부분이 각진 것이 아니라 라운드 처리되어 있고, 제 1 및 제 2 전극(13, 15)도 외곽 모서리 부분이 각진 것이 아니라 라운드 처리되어 있으며, PTC층(11)의 외곽 모서리 부분도 각진 것이 아니라 라운드 처리되어 있다. 이와 같이 각 층(11, 13, 15, 17, 19)의 외곽 모서리가 라운드 처리된 것이 도 3a와는 다르다.

그리고, 도 5a 및 도 5b는 본 발명에 다른 실시예에 의한 엑시알 타입의 폴리머 PTC 소자를 나타낸 사시도 및 평면도로서, 상기 도 4a와 동일 구조로 이루어져 있되, 단지 평판형 전극단자(17, 19)에 대략 직사각의 홀(20)이 아니라 적어도 하나 이상의 원 형태의 홀(20)이 뚫어진 것이 도 4a와는 다르다.

물론, 도시하지는 않았지만, 도 2a와 같은 폴리머 PTC 소자(10)에 도 5a와 같은 원 형태의 홀(20)을 형성할 수도 있으며, 본 발명은 PTC 소자(10)의 다양한 구조에 관계없이 제 1 및 제 2 전극단자(17, 19)에 대략 직사각형이나 사각형, 장방형, 타원형, 삼각형 또는 원형과 같은 다양한 형태의 홀(20)을 형성한 후 그홀(20)을 이용하여 스폿 용접한 것이 본 발명의 특징인 것이다.

상기에서 평판형 제 1 및 제 2 전극단자(17, 19)는 대략 그 두께가 0.2mm 내지 1.0mm이고, 그 길이와 폭이 7.0mm 내지 30mm인 니켈박 또는 니켈도금박으로 이루어져 있는 데, PTC층(11)과 제 1 및 제 2 전극(13, 15)과 결합되는 부분을 제외한 그 외곽 부위에 직사각, 원형 등의 다양한 형태의 홀(20)을 타발 성형한 후 제 1 및 제 2 전극(13, 15)의 상하단에 각각 부착하여 조립하게 된다.

아울러, 상기 도 2a와 도 4a와 같은 대략 직사각 형태의 홀(20)의 크기는 전극단자(17, 19) 길이 방향으로 0.5mm 내지 30mm이고, 그 폭은 0.1mm 내지 5.0mm로 하는 것이 바람직하고, 도 5a와 같은 원 형태의 홀(20)은 그 직경이 1.0mm 내지 5.0mm로 하는 것이 바람직하다.

상기 도 2a 내지 도 5b와 같이 PTC 소자(10)를 제조 및 조립한 후 제 1 및 제 2 전극단자(17, 19)의 대략 직사각이나 원형의 홀(20)에 전지나 전기전자부품의 리드선 또는 전선을 스폿 용접하게 된다.

이와 같이 제 1 및 제 2 전극단자(17, 19)에 홀(20)을 뚫은 후 그 홀(20)을 통해 스폿 용접함으로써, 평판형 제 1 및 제 2 전극단자(17, 19)의 작은 여유 면적에도 불구하고 정확하고 쉽게 납땜할 수가 있다.

상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 홀의 형태와 개수를 다양하게 변경하여 실시할 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

따라서, 본 발명에서는 엑시알 타입의 폴리머 PTC 소자의 양쪽 전극단자에 사각형과 장방형 및 다양한 형태의 홀을 형성함으로써, 양쪽 전극단자에 홀이 없는 등의 다른 형태의 종래 PTC 소자에 비해서 전극단자의 작은 여유면적에도 불구하고 홀의 면적을 극대화함에 따라 스폿 용접에 의한 전지와 전기전자부품과 폴리머 PTC 소자를 접속할 경우 상대적으로 낮은 온도에서 짧은 시간에 용접을 하여도 우수한 용접 특성을 얻을 수 있어 전지와 폴리머 PTC 소자를 열충격으로부터 보호할 수 있으며, 이로 인해 향상된 전지 및 폴리머 PTC 소자의 신뢰성을 확보할 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 도전성 폴리머 PTC층(11)과, 상기 PTC층(11)의 상하단에 형성된 제 1 및 제 2 전극(13, 15)과, 상기 제 1 및 제 2 전극(13, 15)의 상하단에 형성된 평판형 제 1 및 제 2 전극단자(17, 19)로 이루어진 엑시알 폴리머 PTC 소자(10)에 있어서:

   상기 평판형 제 1 및 제 2 전극단자(17, 19)에 대략 직사각형과 같은 장방형이나 사각형, 타원형, 삼각형 형태의 홀 또는 원 형태의 복수의 홀(20)을 택일하여 형성하고, 그 홀(20)을 통해 외부 리드선과 스폿 용접하되, 상기 직사각형과 같은 장방형 형태의 홀(20)은 전극단자(17, 19) 길이 방향으로 0.5mm 내지 30mm이고, 그 폭은 0.1mm 내지 5.0mm의 크기로 형성하고, 상기 원 형태의 홀(20)은 그 직경이 1.0mm 내지 5.0mm로 형성한 것을 특징으로 하는 엑시알 타입의 폴리머 정온도계수 저항소자.
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