KR100586128B1 - 회로기판으로의 온도퓨즈의 실장구조 - Google Patents

Abstract

배선패턴이 형성된 기판의 표면에 조립되는 전자부품 중, 발열하기 쉬운 특정의 전자부품(FET)의 근방에 그 전자부품의 온도가 상승한 때에 회로를 차단하는 온도퓨즈가 설치되어 있다.

이 FET가 설치되어 있는 부분의 기판에는 관통구멍이 형성되어 있다.

FET가 그 관통구멍을 걸쳐 기판의 표면측에 부착되어 있다.

FET의 이면측에는, 예를 들면 실리콘수지 등의 열전도성 수지를 거쳐 온도퓨즈의 일부가 관통구멍내로 들어가도록 부착되어 있다.

이에 의해 기판을 얇게 하는 일없이, 실장된 부품의 표면까지의 두께를 얇게 하고, 예를 들면 노트북 컴퓨터 등의 대단히 좁은 공간에 수납하는 회로기판으로 온도퓨즈를 실장할 수 있고, 또한 온도상승하기 쉬운 부품의 온도를 민감하게 인식하여 이상시에 회로를 확실히 차단시킬 수 있는 회로기판으로의 온도퓨즈의 실장구조가 얻어진다.

Description

회로기판으로의 온도퓨즈의 실장구조{MOUNTING STRUCTURE FOR TEMPERATURE-SENSITIVE FUSE ON CIRCUIT BOARD}

본 발명은 회로기판으로의 온도퓨즈의 실장구조에 관한 것으로서, 예를 들면 노트북 컴퓨터 등의 전지(電池) 상자에 내장되는 회로기판과 같이, 좁은 공간에 배치되는 기판에, 주축(axial)형의 온도퓨즈를 장착하는 회로기판으로의 온도퓨즈의 실장구조에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 온도 상승하는 부품의 온도를 민감하게 검지하도록 온도퓨즈가 부착됨과 동시에, 실장품을 포함한 기판의 두께를 얇게 할 수가 있는 회로기판으로의 온도퓨즈의 실장구조에 관한 것이다.

노트북 컴퓨터의 전지 상자에는, 예를 들면 도 2에 나타내는 바와 같이, 수지케이스(21)내의 전지수납부(22)에 리튬이온전지 등의 충전식 2차 전지가 수납된다.

그리고, 2차 전지의 과충전이나 단락에 의한 폭발파괴를 방지하기 위한 보호회로 등이 형성된 전기회로기판(23)이, 전지수납부(22)와 수지케이스(21)의 단말부 사이의 좁은 공간에 수납되어 있다.

이 회로기판(23)에는, 회로에 이상이 발생하여 과전류가 흐른 경우 등에, 발열하기 쉬운 FET 등의 전자부품의 근방에 온도퓨즈를 조립해서, 비정상적으로 온도 가 지나치게 상승한 경우에, 회로를 차단하여 사고를 미연에 방지하는 수단이 강구되어 있다.

이와 같은 온도퓨즈를 구비한 회로기판의 종래의 실장구조에서는, 예를 들면 도 3A 및 도 3B에 각각 나타내는 바와 같이, 발열되기 쉬운 부품인 FET(32)로부터의 열이 전도되기 쉽도록, 실리콘수지(33)가 FET(32)에 걸쳐지도록 기판(31)상에 도포되고, 그 실리콘수지(33)상에 매립되도록 주축형의 온도퓨즈(34)가 장착되어, 회로에 직렬로 접속되어 있다.

따라서, 이 온도퓨즈(34)의 측면부에서는, 실리콘수지(33)가 온도퓨즈(34)보다도 높게 솟아올라 있으며, 온도퓨즈(34)는 실리콘수지(33)에 의해 둘러싸이고, 온도퓨즈(34)의 상면이 노출되어 있다.

전술한 바와 같이, 종래의 회로기판에 조립되는 온도퓨즈의 실장구조에서는, 기판상에 온도전달용의 실리콘수지가 도포되고, 그 실리콘수지상에 온도퓨즈가 장착되는 구조로 되어 있기 때문에, 기판으로부터의 두께(도 3B의 H)가 두꺼워진다.

그 결과, 전술한 노트북 컴퓨터의 전지 상자 등에 사용하는 박형의 회로기판 등과 같이, 기판상의 두께 H를 4mm이하로 하는 것이 요구되는 용도에서는, 온도퓨즈의 직경 D만으로도 2mm정도이기 때문에, 그 치수 내에 회로기판을 넣는 것은 대단히 어렵고, 작업성이 나쁘다고 하는 문제가 있다.

한편, 기판(31)의 두께를 얇게 하면 전체의 두께를 얇게 할 수가 있다.

그러나, 일반적으로 기판은 0.8mm정도의 두께이며, 이 이상 얇게 하면, 기판의 뒤틀림이 생겨 제조시의 장착작업에 수고가 듬과 동시에, 기판의 가격상승으로 이어진다는 문제도 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는 바는, 기판을 얇게 하는 일 없이 실장된 부품의 표면까지의 두께를 얇게 하고, 노트북 컴퓨터 등의 대단히 좁은 공간에 수납시키는 회로기판에 온도퓨즈를 실장할 수 있으며, 또한 온도상승 하기 쉬운 부품의 온도를 민감하게 인식해서 이상시에 회로를 확실히 차단할 수가 있는 회로기판으로의 온도퓨즈의 실장구조를 제공하는데 있다.

본 발명에 관한 회로기판으로의 온도퓨즈의 실장구조는, 회로기판과, 관통구멍과, 전자부품과, 온도퓨즈를 구비하고 있다.

회로기판에는 한쪽의 면 측에 소정의 회로가 형성되어 있다.

관통구멍은 회로기판에 형성되어 있다.

전자부품은 관통구멍에 걸쳐서 회로기판의 한쪽의 면 측에 부착되어 있다.

온도퓨즈는, 관통구멍내로 들어가도록 회로기판의 다른 쪽의 면 측에 설치되고, 관통구멍에 충전된 열전도성의 절연부재를 거쳐 전자부품의 온도에 반응해서 소정의 회로를 차단한다.

특히, 여기서 말하는 전자부품이란, 예를 들면 전력 FET 와 같이 과전류 등의 이상이 생긴 경우 등에, 현저하게 온도가 상승하는 전자부품을 의미한다.

이 구조에 의하면, 회로기판에 형성된 관통구멍을 걸치도록 회로기판의 한쪽의 면에 부착된 특정의 전자부품에 대해, 그 관통구멍내로 들어가도록 회로기판의 다른 쪽의 면 측에 온도퓨즈가 설치되어 있기 때문에, 조립체 전체의 두께를 대단히 얇게 할 수가 있다.

그리고, 그 온도퓨즈에는 관통구멍에 충전된 열전도성의 절연부재를 거쳐서 전자부품의 온도가 전도되기 때문에, 민감하게 특정의 전자부품의 온도상승을 검색할 수가 있어, 온도상승 때에 확실히 회로를 차단할 수가 있다.

상술한 열전도성의 절연체로서는, 구체적으로는 실리콘수지가 바람직하다.

또, 기판에 형성된 관통구멍을 갖고, 온도퓨즈는 그 관통구멍을 거쳐 소정의 회로와 전기적으로 접속되어 있는 것이 바람직하다.

이 경우에는, 회로기판의 다른 쪽의 면 측에 부착되는 온도퓨즈를, 회로기판의 한쪽의 면 측에 형성된 회로와 용이하게 접속할 수가 있다.

또한, 온도퓨즈는 봉형상퓨즈를 내장하고 있는 것이 바람직하다.

이 경우에는, 용도에 따라 또는 전자부품과의 열전도상태에 따라, 봉형상퓨즈의 굵기를 변경해서, 절단하는 온도를 용이하게 제어할 수가 있다.

도 1A는, 본 발명에 관한 회로기판에의 온도퓨즈의 실장구조를 설명하기 위한 평면도.

도 1B는, 도 1A의 1B-1B선에 따른 가로단면도.

도 1C는, 도 1A의 1C-1C선에 따른 세로단면도.

도 1D는, 본 발명에 관한 회로기판으로의 온도퓨즈의 실장구조를 설명하기 위한 배면도.

도 2는, 노트북 컴퓨터의 전지 상자의 일예를 설명하기 위한 사시도.

도 3A는, 종래의 회로기판으로의 온도퓨즈의 실장구조를 설명하기 위한 평면도.

도 3B는, 도 3A의 ⅢB-ⅢB선에 따른 세로단면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1. 기판 1a. 관통구멍

2. FET 3. 열전도성수지

4. 온도퓨즈 5. 리드

다음에, 도면을 참조해서 본 발명에 관한 회로기판으로의 온도퓨즈의 실장구조에 대해 설명한다.

본 발명에 관한 회로기판으로의 온도퓨즈의 실장구조에서는, 도 1A∼1D에 나타내는 바와 같이, 도시하지 않은 배선패턴이 형성된 기판(1)의 표면에 전자부품이 조립되어 있다.

또한, 다른 전자부품은 도시되어 있지 않다.

이 전자부품 중 발열하기 쉬운 특정의 전자부품, 예를 들면 FET(2)의 근방에, 그 전자부품의 온도가 상승한 때에 회로를 차단하는 온도퓨즈(4)가 설치되어 있다.

본 발명에서는, 특정의 전자부품(FET)(2)이 설치되는 부분의 기판(1)에 관통구멍(1a)이 형성되고, FET(2)가 그 관통구멍(1a)을 걸쳐서 기판(1)의 표면측에 부 착되어 있다.

FET(2)의 이면측에는, 예를 들면 실리콘수지 등의 열전도성수지(3)를 거쳐서 온도퓨즈(4)의 일부가 관통구멍(1a)내로 들어가도록 부착되어 있다.

온도퓨즈(4)의 양단의 리드(5)는, 기판(1)의 이면으로부터 그 기판(1)에 형성된 관통구멍(1b)을 거쳐서, 기판(1)의 표면 측에 형성된 배선(도시생략)에 접속되어 있다.

회로기판(1)으로서는, 예를 들면 에폭시, 유리에폭시, 종이에폭시 등으로 이루어지고, 그 표면에 배선이 인쇄된 프린트기판 등을 사용할 수가 있다.

온도퓨즈 등의 전자부품의 리드를 삽입하는 관통구멍(1b)이나 관통구멍(1a)은, 금형에 의해 펀칭하므로서 일괄해서 형성된다.

관통구멍(1a)은, 미리 온도상승하기 쉬운 특정의 전자부품인 FET(2)가 장착되는 장소의 FET(2)의 하측에 위치하도록 설치된다.

이 기판(1)으로서는, 통상 0.8mm 정도의 두께의 것이 사용되어, 뒤틀림 등이 생기지 않고, 기계적 강도가 충분히 유지되고 있다.

이 회로기판(1)의 표면에 인쇄된 배선의 전자부품의 접속부에 땜납 페이스트가 도포되고, 그 땜납 페이스트 상에 FET(2) 등의 면실장형의 전자부품이 탑재되며, 리플로우 로(reflow furnace) 등으로 납땜하므로서 전자부품이 장착된다.

FET(2)는, 충방전회로를 스위칭하기 위한 것으로서, 무엇인가의 문제로 인해 과전류가 흐르면 발열하기 쉽다.

따라서, 이 FET(2)의 근방에 온도퓨즈(4)를 설치해서 그 발열을 검지하여, 발열한 경우에는 그 회로를 차단하는 구조로 되어 있다.

열전도성의 절연부재로서의 열전도성수지(3)는, 예를 들면 종래로부터 사용되어 왔던 것과 같은 모양으로, 실리콘수지 등을 사용할 수가 있다.

전자부품과 온도퓨즈 사이에 열전도성수지를 개재시키므로서 열전도가 향상된다.

또, 온도퓨즈(4)는, 이 열전도성수지(3)내에 매립되도록 삽입되기 때문에, 온도퓨즈(4)의 측면부까지 열전도성수지(3)가 솟아오른다.

온도퓨즈(4)는, 봉형상 퓨즈를 내장한 원주형상의 주축형으로서, 용도에 따라 또는 열원과의 열전도의 상태에 따라 봉형상퓨즈의 굵기를 변경해서, 절단하는 온도를 제어할 수가 있다.

예를 들면, 전술한 노트북 컴퓨터의 전지 상자에 사용하는 경우에는, 예를 들면 130℃ 정도로 온도 상승하면 회로를 차단하도록 한 퓨즈가 사용된다.

본 발명에 관한 온도퓨즈의 실장구조에 의하면, 온도상승을 검색하는 특정의 전자부품 FET(2)의 하측의 기판(1)에 관통구멍(1a)이 형성되어 있고, 그 관통구멍(1a)내에 열전도성수지를 거쳐서 온도퓨즈(4)의 일부가 들어가도록 실장되어 있다.

이 때문에 온도퓨즈(4)는 직접 특정의 전자부품인 FET(2)의 온도상승을 민감하게 검색할 수가 있다.

또, 기판에 형성된 관통구멍(1a)내에 온도퓨즈(4)의 일부가 들어가도록 온도퓨즈가 설치되어 있다.

이 때문에 실장부품을 포함하는 기판전체의 두께가 대단히 얇게되고, 기판으로부터의 돌출이 1.3mm 이하가 되어, 기판을 포함하는 전체의 두께가 4mm정도가 된다.

또, 열전도성수지(3)는 관통구멍(1a)내에 충전되기 때문에, 그 양도 대단히 적어도 되어 도포량을 삭감할 수 있음과 동시에, 도포작업이 대단히 용이하게 된다.

또한, 기판의 두께를 얇게 할 필요가 없기 때문에, 기판의 뒤틀림 등의 문제도 없어, 작업성이 향상됨과 동시에, 기판의 가격이 상승되는 일도 없다.

또, 열전도성의 수지로서, 실리콘수지를 예로 들었지만, 전자부품에서 발생한 열을 전도하는 성질을 갖는 절연부재이면, 실리콘수지에 한정되지 않는다.

상기 개시된 실시의 형태는 모든 점에서 예시적인 것으로서, 제한적이지 않다고 생각해야할 것이다.

본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 특허청구의 범위에 의해 나타내지고, 특허청구의 범위와 균등한 의미 및 범위내에서의 모든 변경이 포함되는 것을 의도한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 관한 회로기판으로의 온도퓨즈의 실장구조에 의하면, 노트북 컴퓨터 등과 같이 대단히 협소한 공간에 실장할 필요가 있는 회로기판에 온도퓨즈를 실장하는 경우에, 그 두께를 두껍게 하는 일이 없음과 더불어, 확실히 특정의 전자부품의 온도상승을 검색할 수가 있다.

Claims (4)

1. 한쪽의 면 측에 소정의 회로가 형성된 회로기판과,

   상기 회로기판에 형성된 관통구멍과,

   상기 관통구멍을 걸쳐서 상기 회로기판의 한쪽의 면 측에 부착된 전자부품과,

   상기 관통구멍내에 들어가도록 상기 회로기판의 다른 쪽의 면 측에 설치되며, 상기 관통구멍에 충전된 열전도성의 절연부재를 거쳐 상기 전자부품의 온도에 반응하여 소정의 상기 회로를 차단하는 온도퓨즈를 구비한 것을 특징으로 하는 회로기판으로의 온도퓨즈의 실장구조.
2. 제1항에 있어서,

   상기 열전도성의 절연부재는 실리콘수지인 것을 특징으로 하는 회로기판으로의 온도퓨즈의 실장구조.
3. 제1항에 있어서,

   상기 회로기판에 형성된 관통구멍을 갖고,

   상기 온도퓨즈는 상기 관통구멍을 거쳐 소정의 상기 회로와 전기적으로 접속되어 있고,

   상기 관통구멍 및 이에 구비된 열전도성의 절연부재는 상기 전자부품과 온도퓨즈 사이의 공간에서 전기적 컨덕터로부터 해제되는 것을 특징으로 하는 회로기판으로의 온도퓨즈의 실장구조.
4. 제1항에 있어서,

   상기 온도퓨즈는 봉형상퓨즈를 내장하고 있는 것을 특징으로 하는 회로기판으로의 온도퓨즈의 실장구조.

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