KR100540579B1 - 기판형 온도퓨즈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판형 온도퓨즈에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 절연기판의 형상과 각 구성요소의 결합구조를 개선하여 더욱 소형화되면서도 물리적 외력에 대해 안정적이며, 제조공정이 간단하도록 한 기판형 온도퓨즈에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 선단부 중앙부분에 길게 요입부가 형성된 리드단자가 금속 전극상에 적층 접합되고, 가용합금편이 상기 금속 전극상에 교설되어 리드단자의 선단부가 가용합금편의 양단부 주변에 외벽을 형성하도록 구성되며; 이들이 돌출테두리가 형성된 절연기판의 내부공간에 수용 설치되고, 이 돌출테두리에 형성된 요홈에 리드단자가 안착되는 형태로 리드단자의 후반부는 절연기판 외부로 표출되고; 이들의 상부에는 평판형의 절연커버가 피복되어, 전체적으로 단면이 편평한 판형상으로 되며, 가용합금편의 용접부위 둘레에는 두터운 외벽이 형성되어 보호된다.

Description

기판형 온도퓨즈{THERMAL FUSE}

도 1a 내지 1c는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판형 온도퓨즈의 분해사시도, 평면도 및 단면도이고,

도 2a 내지 2c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판형 온도퓨즈의 분해사시도, 평면도 및 단면도이며,

도 3a 내지 3c는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 기판형 온도퓨즈의 분해사시도, 평면도 및 단면도이고,

도 4 및 도 5는 종래기술에 따른 기판형 온도퓨즈의 단면도이다.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

100, 200, 300, 400, 500 : 기판형 온도퓨즈

10 : 절연기판 11 : 내부공간

12. 돌출테두리 13 : 요홈

20 : 금속전극 30 : 리드단자

31 : 요입부분 32 : 절입부

40 : 저융점 가용금속편 50 : 절연커버

60 : 플럭스 10', 50' : 저융점 수지층

본 발명은 기판형 온도퓨즈에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 절연기판의 형상과 각 구성요소의 결합구조를 개선하여 더욱 소형화되면서도 물리적 외력에 대해 안정적일 뿐만 아니라, 제조공정이 간소화된 기판형 온도퓨즈에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 기기의 열손상을 방지하기 위해 설치되는 기판형 온도퓨즈는, 기본적으로 리드단자 사이에 저융점 가용합금편이 가교된 것으로, 기기에 이상 고열이 발생되면 회로상에 설치된 기판형 온도퓨즈의 저융점 가용합금편이 용단되어 기기에 공급되는 전류가 원천적으로 차단되도록 함으로써, 기기의 손상을 예방하게 된다.

여기서 상기 저융점 가용합금편의 재료로는 용융점이 낮은 연계 합금, 연-주석계 합금이 주로 활용되고 있으며, 이러한 저용융점 가용합금편의 양단에 니켈합금의 리드단자가 결속되고 있다. 그리고 상기 저용융점 가용합금편의 상하부는 절연재질의 기판과 커버로 피복되어, 물리적인 안정성의 확보와 감전등의 안전사고가 예방될 수 있도록 하고 있다.

그런데 상기 구조에 있어서, 리드단자의 선단부간에 교설되는 가용합금편에 사용되는 연계합금, 연-주석계 합금과 리드단자를 이루고 있는 니켈합금은 서로 물성이 달라 용접에 의한 접합이 사실상 어렵다. 따라서, 통상 리드단자의 선단부에는 가용합금과의 접합성이 우수한 구리 등의 금속편으로 이루어진 별도의 금속 전극을 부착하고, 이 금속 전극의 상면에 가용합금편을 용접에 의해 접합하는 방법을 취하고 있다.

그런데, 이러한 형태의 기판형 온도퓨즈(400)의 경우, 도 4에서 보는 바와 같이 금속 전극(20)의 상부에 가용합금편(40)이 적층되는 형태로 되기 때문에, 가용금속편(40), 특히 용접부(41)가 최상부로 노출되어 외부의 물리적인 충격이나 가압에 취약한 단점이 있다. 또한 수지필름(50)을 사용하여 상부를 피복할 경우 도면에서와 같이 단면의 모양이 실질적으로 반구형이 되어 바람직하지 않다.

한편, 이러한 종래의 기판형 온도퓨즈를 더욱 소형화하기 위한 시도의 일환으로 리드단자의 선단에 금속 전극을 별도로 구비하지 않고 리드단자의 선단간에 바로 가용합금을 교설한 형태의 기판형 온도퓨즈도 연구 개발되고 있다.

예컨대, 공개특허공보 제2002-8774호에는 리드단자(30)의 선단부를 동과 같은 금속으로 도금(20')하는 등의 방법으로 리드단자의 선단부에 가용합금편(40)과의 접합성을 향상시키는 처리를 하여 금속전극을 없애고 리드단자의 선단부(30)에 직접 가용금속편(40)을 교설하여 구조를 간소화시킨 형태의 기판형 온도퓨즈(500)가 제안되어 있다.

그러나, 이러한 형태의 경우, 비록 형태나 구조가 간소화되는 이점은 있지만, 용단된 가용합금이 리드단자를 형성하는 니켈합금과 친화성이 좋지 않아 용단성이 떨어지고 온도퓨즈의 기능을 저하시키는 요인이 된다. 뿐만 아니라, 이러한 형태에 있어서도 도 5에서 보는 바와 같이, 온도퓨즈의 단면은 가용합금편(40)이 리드단자(30)의 상부에 형성된 금속도금층(20')의 상면에 돌출된 형태로 용접되고, 상부의 수지제 절연커버(50)는 굴곡지는 형태로 되기 때문에 굴곡진 부분의 탄성에 의해 가용합금편을 항시 가압하게 되고 돌출된 가용합금편 부분은 보호되지 않아 외력에 취약하다는 문제점은 여전히 존재하게 된다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 가동성과 물리적 안정성이 보다 향상되면서도 간소한 구조를 가진 소형의 기판형 온도퓨즈를 제공함에 있다. 더불어, 본 발명은 제조공정이 간소화된 기판형 온도퓨즈를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 기판형 온도퓨즈는,

절연기판과, 상기 절연기판상에 대향 설치된 한 쌍의 금속 전극과, 상기 금속 전극 사이에 교설된 저융점의 가용합금편과, 선단부가 상기 금속 전극에 접합되고 후미는 절연기판의 양측으로 표출된 한 쌍의 리드단자, 및 이들의 피복하는 평판형 절연커버를 포함하며;

상기 리드단자는 선단부의 중앙부분이 길게 요입된 형태로서, 선단부가 상기 금속 전극의 상부에 적층 접합되고, 상기 가용합금편의 양단부는 상기 리드단자의 요입된 부분에 둘러싸여 수용되는 형태로 상기 금속 전극상에 교설되어 리드단자의 선단부가 가용합금편의 양단부 주변에 외벽을 형성하며;

상기 절연기판은 평판형으로 테두리부분이 소정 높이와 폭으로 돌출되어 돌출테두리를 형성하고, 상기 돌출테두리로 둘러싸인 내부공간에 상기 금속 전극과 가용합금편 및 금속 전극에 접합된 리드단자의 선단부가 수용 설치되고;

상기 돌출테두리 중 리드단자가 표출되는 부분은 다른 부분보다 낮게 돌출된 요홈을 형성하여, 이 요홈상에 상기 리드단자가 안착된 형태로 절연기판 외부로 표출되며;

상기 절연기판의 돌출테두리와 평판형 절연커버의 저면이 상호 접합된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 리드단자 선단 중앙의 요입부분은 절연기판의 외부로 표출되도록 길게 연장되고, 상기 돌출테두리에 형성된 리드단자의 안착을 위한 요홈의 중앙부분도 이에 대응하여 다른 돌출테두리의 높이만큼 돌출됨으로써 절연기판과 평판형 절연커버간의 접합면적을 넓혀 보다 견고한 접합과 밀봉이 이루어지도록 한다.

또한 바람직하게는, 상기 리드단자의 선단부 양측이 소정폭과 길이로 절입된 절입부가 더 형성된 것을 특징으로 한다. 이와 같이 구성할 경우 절연기판의 폭이 더욱 줄어든 더욱 소형의 기판형 온도퓨즈를 얻을 수 있다.

한편, 상기 절연기판과 평판형 절연커버는 PET나 PEN과 같은 절연수지로 이루어진다. 바람직하게는 상기 PET나 PEN과 같은 고융점의 수지로 이루어진 절연기판의 상면과 평판형 절연커버의 저면에는 각각 저융점 수지층이 형성되도록 구성할 수 있다. 이렇게 할 경우, 고주파나 초음파의 조사에 의해 양자를 접합시킬 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 온도퓨즈의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상 세하게 설명한다. 단, 이하의 각 실시예에서 동일한 기능을 하는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 반복되는 부분에 대한 상세한 설명은 생략하였음을 밝혀 둔다.

도 1a 내지 1c는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 온도퓨즈를 도시한 것으로서, 도 1a는 분해사시도, 1b는 평면구조(단, 플럭스와 평판형 절연커버를 피복하지 않은 상태)를 보여주는 도면, 1c는 도 1b의 A-A'선에서의 종단면도(단, 플럭스와 평판형 절연커버를 피복하여 밀봉한 상태)이다.

본 실시예에 따른 기판형 온도퓨즈(100)는, 절연기판(10)과, 상기 절연기판상에 대향 설치된 한 쌍의 금속 전극(20)과, 상기 금속 전극 사이에 교설된 저융점의 가용합금편(40)과, 선단부가 상기 금속 전극(20)에 접합되고 후미는 절연기판(10)의 양측으로 표출된 한 쌍의 리드단자(30), 및 이들의 피복하는 평판형 절연커버(50)를 포함하여 구성된다.

본 실시예에 있어서는, 상기 금속 전극(20)으로는 동판과 같은 도전성 금속판이 사용되며, 저융점 가용합금편(40)은 봉상 또는 판상의 연(Pb)계 합금 등이 사용되며, 리드단자는 니켈 또는 니켈합금 등으로 이루어지는 등 통상의 재질로 이루어질 수 있으며, 여기에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 실시예에 따르면 상기 구성에 있어서, 상기 리드단자(30)는 선단부 중앙에 길게 요입부분(31)이 형성된 형태로서, 이 선단부가 상기 금속 전극(20)의 상부에 적층되는 형태로 접합된다.

한편, 상기 가용합금편(40)은 양단부가 상기 리드단자(30) 요입된 부분(31) 에 수용되는 형태로 상기 금속 전극(20)상에 용접되어 교설되는데, 이렇게 되면 도 1b 및 도 1c에서 보는 바와 같이 리드단자(30)의 선단부가 가용합금편(40)의 양단부 용접부위(41) 주변에 일정 두께와 폭의 외벽을 형성하는 형태가 된다.

한편, 이렇게 상호 접합된 금속 전극(20)과 리드단자(30) 및 가용합금편(40)은 상기 절연기판(10)의 상부에 안치되는데, 여기서 상기 절연기판(10)은 전체적으로 PET나 PEN계 절연수지로 이루어진 직사각형의 평판으로 테두리부분은 소정 높이와 폭으로 돌출되어 돌출테두리(12)를 형성하고, 상기 돌출테두리(12)로 둘러싸인 내부공간(11)에 상기 금속 전극(20)과 가용합금편(40) 및 금속 전극(20)에 접합된 리드단자(30)의 선단부가 수용되는 형태로 설치된다.

그리고, 상기 돌출테두리(12) 중 리드단자(30)가 표출되는 부분은 다른 부분보다 낮게 돌출된 요홈(13)을 형성되어 있어, 이 요홈(13)상에 상기 리드단자(30)가 안착하는 형태로 되어 리드단자(30)의 후반부가 절연기판 외부로 표출된다.

한편, 상기 가용합금편(40)의 상부에는 통상 플럭스(60)를 충입하여 가용합금편(40)을 보호하고 용단특성을 좋게 한다.

마지막으로 이들의 상부는 PEN이나 PET와 같은 절연수지로 이루어진 평판형 절연커버(50)로 피복된다. 이때, 상기 절연기판(10)의 돌출테두리(12)와 평판형 절연커버(50)의 저면이 상호 접합을 이루게 된다.

이들간의 접합은 통상 접착제를 도포하거나 접착필름을 삽입하여 달성할 수도 있다. 다만, 본 실시예에서는 도 1c에서 보는 바와 같이 상기 절연기판(10)과 평판형 절연커버(50)의 상면과 저면에 각각 저융점 수지층(10', 50')이 적층되어 있어, 고주파나 초음파를 조사하여 이들간을 용융 접합하도록 구성되어 있다. 상기 고주파나 초음파의 조사에 의해 저융점의 수지(10', 50')가 용융되어 이들간에, 또는 이들 수지(10', 50')와 리드단자(30)간에 접합되면서 밀봉이 이루어진다.

상기 저융점 수지층(10', 50')으로는 PE, PP, EVA 등의 필름층이나 핫멜트와 같은 접착제층 등을 들 수 있는데, 제조시에는 일단 평판형의 절연판상에 이들 저융점 수지층을 형성하고, 프레스가공에 의해 원하는 기판의 형상으로 가공하여 제조한다.

본 실시예에 따른 기판형 온도퓨즈(100)는, 도 1c의 단면도에서 보는 바와 같이, 가운데의 가용금속편(40) 주위에 리드단자(30)와 절연기판의 돌출테두리부(12)로 된 외벽이 두텁고 견고하게 형성되어 있어, 가용금속편(40)에 물리적인 외력이 집중적으로 가해질 염려는 거의 없어 매우 안정한 물성을 가지게 되며, 상부의 절연커버(50)도 실질적으로 평판형으로 되어 있기 때문에 특정부분이 탄성 가압될 염려도 없다.

도 2a 내지 2c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판형 온도퓨즈를 도시한 것으로서, 도 2a는 분해사시도, 2b는 평면구조(단, 플럭스와 평판형 절연커버를 피복하지 않은 상태)를 보여주는 도면, 2c는 도 2b의 B-B'선에서의 종단면도(단, 플럭스와 평판형 절연커버를 피복하여 밀봉한 상태)이다.

본 실시예에 따른 기판형 온도퓨즈(200)도 기본적으로 제 1 실시예에 따른 기판형 온도퓨즈(100)와 동일하다.

다만, 본 실시예에 따른 기판형 온도퓨즈(200)에 있어서는, 상기 리드단자(30) 선단 중앙의 요입부분(31)이 길게 연장되어 절연기판(10)의 외부로 표출되어 있다. 따라서, 상기 돌출테두리(12)에 형성된 리드단자의 안착을 위한 요홈(13)의 중앙부분은 리드단자(30)가 실제로 통과하지 않게 되므로, 이부분의 돌출테두리(12')도 이에 대응하여 다른 돌출테두리(12)의 높이만큼 돌출형성한다.

이렇게 되면, 실질적으로 절연기판(10)과 평판형 절연커버(50)간의 접합면적이 증가하기 때문에, 이 부분에서의 접합강도가 높아지고, 밀폐력도 향상되는 이점이 있다.

도 3a 내지 3c는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 기판형 온도퓨즈를 도시한 것으로서, 도 2a는 분해사시도, 2b는 평면구조(단, 플럭스와 평판형 절연커버를 피복하지 않은 상태)를 보여주는 도면, 2c는 도 2c의 C-C'선에서의 종단면도(단, 플럭스와 평판형 절연커버를 피복하여 밀봉한 상태)이다.

본 실시예에 따른 기판형 온도퓨즈(300)는, 실시예 2에서 설명한 기판형 온도퓨즈(200)와 기본적으로 동일하다.

다만, 본 실시예에 따르면, 리드단자(30)의 선단부의 양측이 절입되어 절입부(32)가 형성되어 있기 때문에, 그만큼 절연기판(10)과 절연커버(50)의 폭을 줄일 수 있어, 온도퓨즈(300)를 더욱 소형화할 수 있는 이점이 있다.

본 발명에 따르면 소형화되면서도 물리적인 외력에 대해 안정한 온도퓨즈를 얻을 수 있다. 또한 본 발명에 따른 온도퓨즈는 간단한 제조공정에 의해 정형화된 제품으로 얻을 수 있기 때문에 제조효율이 높은 이점을 갖는다.

Claims (6)

1. 절연기판과, 상기 절연기판상에 대향 설치된 한 쌍의 금속 전극과, 상기 금속 전극 사이에 교설된 저융점의 가용합금편과, 선단부가 상기 금속 전극에 접합되고 후미는 절연기판의 양측으로 표출된 한 쌍의 리드단자, 및 이들의 피복하는 평판형 절연커버를 포함하며;

   상기 리드단자는 선단부의 중앙부분이 길게 요입된 형태로서, 선단부가 상기 금속 전극의 상부에 적층 접합되고, 상기 가용합금편의 양단부는 상기 리드단자의 요입된 부분에 둘러싸여 수용되는 형태로 상기 금속 전극상에 교설되어 리드단자의 선단부가 가용합금편의 양단부 주변에 외벽을 형성하며;

   상기 절연기판은 평판형으로 테두리부분이 소정 높이와 폭으로 돌출되어 돌출테두리를 형성하고, 상기 돌출테두리로 둘러싸인 내부공간에 상기 금속 전극과 가용합금편 및 금속 전극에 접합된 리드단자의 선단부가 수용 설치되고;

   상기 돌출테두리 중 리드단자가 표출되는 부분은 다른 부분보다 낮게 돌출된 요홈을 형성하여, 이 요홈상에 상기 리드단자가 안착된 형태로 절연기판 외부로 표출되며;

   상기 절연기판의 돌출테두리와 평판형 절연커버의 저면이 상호 접합된 것을 특징으로 하는 기판형 온도퓨즈.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 리드단자 선단 중앙의 요입부분은 절연기판의 외부 로 표출되도록 길게 연장되고, 상기 돌출테두리에 형성된 리드단자의 안착을 위한 요홈의 중앙부분도 이에 대응하여 다른 돌출테두리의 높이만큼 돌출된 것을 특징으로 하는 기판형 온도퓨즈.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 리드단자의 선단부 양측이 소정폭과 길이로 절입된 절입부가 형성된 것을 특징으로 하는 기판형 온도퓨즈.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절연기판과 평판형 절연커버는 PET나 PEN과 같은 고융점의 수지로 이루어지고, 상기 절연기판의 상면과 평판형 절연커버의 저면에는 각각 저융점 수지층이 형성된 것을 특징으로 하는 기판형 온도퓨즈.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 절연기판은 저융점 수지의 필름이 적층되거나 접착제가 도포되어 이루어진 저융점 수지층이 형성된 절연 수지판의 프레스가공에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 기판형 온도퓨즈.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 절연기판과 평판형 절연커버는 고주파나 초음파의 조사에 의해 상호 접합되는 것을 특징으로 하는 기판형 온도퓨즈.

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