KR100753718B1 - PTC-device having metal tap guide and fabrication method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 금속탭 조립 구조가 개선된 PTC 소자에 관한 것으로서, PTC 특성을 갖는 PTC 물질층과, 상기 PTC 물질층의 양면에 부착되는 한 쌍의 전극을 구비하고, 그 양면에 그루브가 형성된 판형의 소자 몸체; 및 상기 그루브에 상응하는 부분이 요입되도록 상기 소자 몸체의 양면에 부착되는 한 쌍의 금속탭;을 포함하는 PTC 소자가 개시된다.The present invention relates to a PTC device having an improved metal tab assembly structure, comprising: a PTC material layer having PTC characteristics, and a pair of electrodes attached to both surfaces of the PTC material layer, and having a plate-shaped groove formed on both surfaces thereof. Device body; And a pair of metal tabs attached to both sides of the device body such that a portion corresponding to the groove is recessed.

본 발명에 따르면, PTC 소자 몸체에 금속탭을 정확히 부착할 수 있으며, 솔더크림의 용융에 의해 금속탭이 움직이는 것을 방지할 수 있다.According to the present invention, the metal tab can be accurately attached to the PTC element body, and the metal tab can be prevented from moving by melting the solder cream.

PTC, 금속탭, 그루브, 리플로우 공정 PTC, metal tap, groove, reflow process

Description

금속탭 가이드가 구비된 ＰＴＣ 소자 및 그 제조방법{PTC-device having metal tap guide and fabrication method thereof}PTC device with metal tap guide and manufacturing method thereof {PTC-device having metal tap guide and fabrication method}

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.The following drawings attached to this specification are illustrative of preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the invention to serve to further understand the technical spirit of the present invention, the present invention is a matter described in such drawings It should not be construed as limited to

도 1은 종래기술에 따른 PTC 소자의 구성을 도시하는 단면도.1 is a cross-sectional view showing the configuration of a PTC device according to the prior art.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 PTC 소자의 외관을 도시하는 사시도.2 is a perspective view showing the appearance of a PTC device according to a preferred embodiment of the present invention;

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 PTC 소자의 제조공정을 도시하는 단면도.3A and 3B are sectional views showing a manufacturing process of a PTC device according to a preferred embodiment of the present invention.

<도면의 주요 참조부호에 대한 설명><Description of main reference numerals in the drawings>

100: 소자 몸체 101: PTC 물질층100: device body 101: PTC material layer

102,103: 전극 104,105: 금속탭102, 103: electrode 104, 105: metal tab

G: 그루브G: Groove

본 발명은 금속탭 가이드가 구비된 PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 금속탭의 조립작업을 편리하고 안정적으로 수행할 수 있는 가이드 구조를 가진 PTC 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a PTC (Positive Temperature Coefficient) device having a metal tab guide and a method of manufacturing the same, and more particularly, a PTC device having a guide structure capable of conveniently and stably assembling a metal tab and a method thereof. It relates to a manufacturing method.

PTC 물질은 주위의 온도가 상승하거나 정격치를 초과하는 전류가 유입되어 발열될 경우 저항이 급격히 상승하여 전류의 흐름을 차단하는 특성을 제공하므로 이를 이용하여 회로소자를 구성할 경우 온도상승시 폭발위험이 있는 리튬이온(Lithium-ion) 이차전지나 각종 전자회로를 이상동작으로부터 보호할 수 있다.The PTC material provides a property that the resistance rises rapidly when the ambient temperature rises or a current exceeding the rated value heats up, thereby blocking the flow of current.Therefore, there is no risk of explosion when the temperature rises. Lithium-ion secondary batteries and various electronic circuits can be protected from abnormal operation.

일반적으로 PTC 소자는 도 1에 도시된 바와 같이 PTC 특성을 갖는 PTC 물질층(10)과, PTC 물질층(10)의 양면에 부착되는 한 쌍의 전극(11,12)과, 전극(11,12) 외부에 부착되는 금속탭(13,14)으로 구성된다.In general, the PTC device includes a PTC material layer 10 having PTC characteristics, a pair of electrodes 11 and 12 attached to both surfaces of the PTC material layer 10, and an electrode 11, as shown in FIG. 1. 12) metal tabs 13 and 14 attached to the outside.

PTC 물질층(10)은 결정성을 갖는 고분자 물질과 전도성 물질의 혼합물로 이루어지며, 온도상승시 결정 영역이 아모퍼스(Armophous) 상태가 되면서 부피팽창을 수반하여 전도성 입자간의 접촉을 분리시킴으로써 저항이 상승하는 PTC 특성을 제공한다.The PTC material layer 10 is composed of a mixture of a crystalline polymer material and a conductive material, and when the temperature rises, the crystal region becomes amorphous and the resistance is separated by separating the contact between the conductive particles with volume expansion. Provide rising PTC characteristics.

전극(11,12)은 전해동박의 양면이 니켈 등에 의해 도금된 형태로 구성되어 PTC 물질층(10)의 양면에 각각 부착된다.The electrodes 11 and 12 are formed in such a manner that both surfaces of the electrolytic copper foil are plated with nickel or the like and attached to both surfaces of the PTC material layer 10.

금속탭(13,14)은 전극(11,12)의 외부면에 부착되고 PTC 소자의 기판실장시 그 일부가 PCB 기판에 솔더링 되는 판상의 리드에 해당한다.The metal tabs 13 and 14 are attached to the outer surfaces of the electrodes 11 and 12 and correspond to plate-like leads in which part of the PTC elements are soldered to the PCB substrate.

그런데, 상기와 같은 구성을 갖는 종래의 PTC 소자는 전극(11,12)의 외부면에 대하여 정확히 금속탭(13,14)을 정렬하여 부착하는 조립공정이 용이하지 않은 취약점이 있으며, 특히 리플로우(Reflow) 공정시 솔더크림(Solder cream)의 용융에 의해 금속탭(13,14)이 유동됨으로 인해 그 부착 위치가 변형되는 문제도 종종 발생하여 이에 대한 대책이 요구되고 있다.However, the conventional PTC device having the above configuration has a weakness in that the assembly process of aligning and attaching the metal tabs 13 and 14 with respect to the outer surfaces of the electrodes 11 and 12 is not easy. Due to the flow of the metal tabs 13 and 14 due to the melting of the solder cream during the reflow process, a problem arises in that the attachment position is deformed, and a countermeasure is required.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, PTC 소자 몸체에 대한 금속탭의 조립 위치를 정확히 가이드하고, 솔더크림에 의한 유동을 방지할 수 있는 금속탭 가이드가 구비된 PTC 소자 및 그 제조방법을 제공하는 데 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, PTC device with a metal tab guide that can accurately guide the assembly position of the metal tab with respect to the PTC element body, and prevent the flow by solder cream and its It is an object to provide a manufacturing method.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 PTC 소자는, PTC 특성을 갖는 PTC 물질층과, 상기 PTC 물질층의 양면에 부착되는 한 쌍의 전극을 구비하고, 그 양면에 그루브가 형성된 판형의 소자 몸체; 및 상기 그루브에 상응하는 부분이 요입되도록 상기 소자 몸체의 양면에 부착되는 한 쌍의 금속탭;을 포함한다.In order to achieve the above object, the PTC device according to the present invention includes a PTC material layer having PTC characteristics, and a pair of electrodes attached to both surfaces of the PTC material layer, each of which has a plate shape having grooves formed on both surfaces thereof. Device body; And a pair of metal tabs attached to both sides of the device body such that a portion corresponding to the groove is recessed.

바람직하게, 상기 그루브는 상기 소자 몸체 양면의 가운데 부분에 위치하되, 길이방향으로 연장되도록 형성된다.Preferably, the groove is located at the center of both sides of the device body, it is formed to extend in the longitudinal direction.

상기 그루브는 0.01 ~ 0.2mm의 깊이를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.The groove is preferably formed to have a depth of 0.01 ~ 0.2mm.

본 발명의 다른 측면에 따르면, PTC 물질층의 양면에 한 쌍의 전극이 부착된 판형의 PTC 소자 몸체를 준비하는 단계; 상기 소자 몸체의 양면에 그루브를 형성하 는 단계; 및 상기 그루브에 상응하는 부분이 요입되도록 상기 소자 몸체의 양면에 금속탭을 부착하는 단계;를 포함하는 PTC 소자 제조방법이 제공된다.According to another aspect of the invention, the method comprising the steps of: preparing a plate-like PTC device body having a pair of electrodes attached to both sides of the PTC material layer; Forming grooves on both sides of the device body; And attaching metal tabs to both surfaces of the device body such that a portion corresponding to the groove is recessed.

상기 그루브는 상기 소자 몸체의 양면을 가압하여 형성하는 것이 바람직하다.The groove is preferably formed by pressing both sides of the device body.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 PTC 소자의 외관을 도시하는 사시도이다.2 is a perspective view showing the appearance of a PTC device according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 PTC 소자는 박막형태의 PTC 물질층(101) 및 상기 PTC 물질층(101)의 양면에 부착되는 한 쌍의 전극(102,103)을 구비한 소자 몸체(100)와, 상기 소자 몸체(100)의 전극(102,103)에 부착되되 일부가 소자 몸체(100) 방향으로 요입되게 형성된 한 쌍의 금속탭(104,105)을 포함한다.Referring to FIG. 2, a PTC device according to a preferred embodiment of the present invention includes a PTC material layer 101 having a thin film form and a pair of electrodes 102 and 103 attached to both surfaces of the PTC material layer 101. It includes a body 100 and a pair of metal tabs 104 and 105 attached to the electrodes 102 and 103 of the device body 100 and partially formed in the direction of the device body 100.

PTC 물질층(101)은 결정성을 갖는 고분자 물질과 전도성 물질의 혼합물로 이루어지며, 온도상승시 결정 영역이 아모퍼스(Armophous) 상태가 되면서 부피팽창을 수반하여 전도성 입자간의 접촉을 분리시킴으로써 저항이 상승하는 PTC 특성을 제공한다. 이러한 PTC 물질층(101)으로는 가공성 등을 감안할 때 PTC 특성을 갖는 전도성 폴리머가 바람직하게 채용될 수 있다.The PTC material layer 101 is composed of a mixture of a crystalline polymer material and a conductive material, and when the temperature rises, the crystal region becomes amorphous and the resistance is separated by separating the contact between the conductive particles with volume expansion. Provide rising PTC characteristics. As the PTC material layer 101, a conductive polymer having PTC characteristics may be preferably used in consideration of workability and the like.

전극(102,103)은 전해동박을 니켈 도금한 장방형의 판형태로 구성되어 PTC 물질층(101)의 양면에 각각 부착된다.The electrodes 102 and 103 are formed in a rectangular plate shape in which nickel plated electrolytic copper foil is attached to both surfaces of the PTC material layer 101, respectively.

상기 소자 몸체(100)의 양면에는 그루브(Groove)(도 3a의 G 참조)가 형성된다. 그루브(G)는 전극(102,103)의 외부면에 대한 금속탭(104,105)의 조립시 조립지점을 정확히 유도하는 가이드 기능을 제공한다. 이러한 그루브(G)는 소정의 금형을 이용해 소자 몸체(100)를 가압함으로써 형성될 수 있다. 금속탭(104,105)의 조립 정확도를 보다 높일 수 있도록 가이드하기 위해, 그루브(G)는 소자 몸체(100) 양면의 가운데 부분에 위치하되, 소자 몸체(100)의 길이방향으로 연장되도록 형성되는 것이 바람직하다. 여기서, 그루브(G)의 형태가 이러한 예에 한정되지 않음은 물론이다.Grooves (see G in FIG. 3A) are formed on both sides of the device body 100. The groove G provides a guide function for accurately guiding the assembly point when assembling the metal tabs 104 and 105 to the outer surfaces of the electrodes 102 and 103. The groove G may be formed by pressing the device body 100 using a predetermined mold. In order to guide the assembly accuracy of the metal tabs 104 and 105 further, the groove G may be positioned at the center of both sides of the device body 100 and extend in the longitudinal direction of the device body 100. Do. It is a matter of course that the shape of the groove G is not limited to this example.

소자 몸체(100)에 있어서, 상기 그루브(G)가 형성된 부분은 그 이외의 부분에 비해 두께가 얇은 구조를 갖게 되므로 PTC 소자 전체를 감안할 때 기존에 비해 상대적으로 낮은 저항특성을 제공하게 된다. 이때, 적정한 저저항특성과 PTC 소자의 구조적인 안정성을 고려하여 상기 그루브(G)의 깊이는 0.01 ~ 0.2mm로 설계되는 것이 바람직하다.In the device body 100, the groove G is formed to have a thickness thinner than that of the other parts, thereby providing a relatively low resistance characteristic compared to the conventional PTC device. At this time, the depth of the groove (G) is preferably designed to 0.01 ~ 0.2mm in consideration of the appropriate low resistance characteristics and the structural stability of the PTC device.

금속탭(104,105)은 솔더링 등의 접합공정을 통해 소자 몸체(100)의 전극(102,103) 양면에 부착된다. 비록, 도면에는 금속탭(104,105)과 소자 몸체(100)의 가장자리가 정확히 포개어진 구조가 도시되어 있으나, 금속탭(104,105)의 전체 폭은 소자 몸체(100)에 비해 더 크거나 작게 형성될 수 있으며, 그 길이는 소자 몸체(100)에 비해 더 길게 형성될 수도 있다.The metal tabs 104 and 105 are attached to both surfaces of the electrodes 102 and 103 of the device body 100 through a bonding process such as soldering. Although the figure shows a structure in which the edges of the metal tabs 104 and 105 and the device body 100 are exactly overlapped, the overall width of the metal tabs 104 and 105 may be larger or smaller than that of the device body 100. And, the length may be formed longer than the device body 100.

상기 금속탭(104,105)은 소자 몸체(100)의 전극면에 밀착되도록 부착되므로 상기 그루브(G)에 상응하는 부분이 요입된 구조를 갖는다.Since the metal tabs 104 and 105 are attached to the electrode surface of the device body 100, the metal tabs 104 and 105 have a structure in which a portion corresponding to the groove G is recessed.

상술한 바와 같은 구성을 가진 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 PTC 소자는 도 3a 및 도 3b에 도시된 조립공정을 거쳐 제조된다. 여기서, 도 3b는 도 2의 Ⅲ-Ⅲ'선에 따른 단면도에 해당한다.PTC device according to a preferred embodiment of the present invention having the configuration as described above is manufactured through the assembly process shown in Figures 3a and 3b. 3B corresponds to a cross-sectional view taken along the line III-III ′ of FIG. 2.

즉, 먼저 도 3a에 나타난 바와 같이 PTC 물질층(101)의 양면에 한 쌍의 전극(102,103)을 부착하여 판형의 PTC 소자 몸체(100)를 준비한 후 소자 몸체(100)의 양면에 그루브(G)를 형성하는 공정이 수행된다. 여기서, 소자 몸체(100에 대한 그루브(G) 형성공정은, PTC 물질층(101)에 전극(102,103)을 적층한 후 소자 몸체(100)를 펀칭하여 일정 소자 크기로 가공하는 통상의 펀칭공정과 더불어 수행될 수 있다. 이때, 그루브(G)는 소정의 금형에 의해 소자 몸체(100)의 양면 가운데 부분이 가압되어 다른 부분에 비해 두께가 얇게 요입됨으로써 형성된다. 상술한 바와 같이 상기 그루브의 깊이는 0.01 ~ 0.2mm로 설계되는 것이 바람직하다.That is, as shown in FIG. 3A, a pair of electrodes 102 and 103 are attached to both surfaces of the PTC material layer 101 to prepare a plate-shaped PTC device body 100, and then grooves G are formed on both surfaces of the device body 100. ) Is carried out. Here, the groove (G) forming process for the device body 100 is a conventional punching process for laminating the electrodes (102, 103) on the PTC material layer 101 and punching the device body 100 to a certain device size In this case, the groove G is formed by pressing a central portion of both surfaces of the device body 100 by a predetermined mold to thin the thickness of the groove G as described above. Is preferably designed to 0.01 ~ 0.2mm.

이후, 도 3b에 나타난 바와 같이 상기 소자 몸체(100)의 그루브(G)에 상응하는 부분이 요입되도록 상기 소자 몸체(100) 양면의 전극(102,103)에 금속탭 (104,105)을 부착하는 조립공정이 수행된다. 이때 금속탭(104,105)은 그 가운데 요입 부분이 그루브(G)에 안착되도록 조립되므로 정확한 지점에 정렬될 수 있으며, 특히 소자 몸체(100)의 폭방향으로의 움직임이 제한되므로 솔더크림을 용융, 접합시키기 위해 후속되는 리플로우 공정시 용융된 솔더크림에 의해 금속탭(104,105)이 유동되는 현상이 발생하지 않는다.Thereafter, as shown in FIG. 3B, an assembly process of attaching the metal tabs 104 and 105 to the electrodes 102 and 103 on both sides of the device body 100 so as to insert a portion corresponding to the groove G of the device body 100 is performed. Is performed. At this time, since the metal tabs 104 and 105 are assembled so that the recessed part is seated in the groove G, the metal tabs 104 and 105 may be aligned at the correct point. In particular, since the movement in the width direction of the device body 100 is limited, the solder cream is melted and bonded. In the subsequent reflow process, the metal tabs 104 and 105 are not flowed by the molten solder cream.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.Although the present invention has been described above by means of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and will be described below by the person skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of the claims.

이상의 설명과 같이 본 발명에 따른 PTC 소자는 소자 몸체에 대한 금속탭의 조립 위치를 정확히 가이드할 수 있으며, 리플로우 공정시 솔더크림에 의해 금속탭의 조립 위치가 변동되는 것을 억제할 수 있으므로 수율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.As described above, the PTC device according to the present invention can accurately guide the assembly position of the metal tab with respect to the device body, and can suppress the variation of the assembly position of the metal tab due to solder cream during the reflow process. There is an advantage that can be improved.

또한, 본 발명에 따르면 그루브 구조에 의해 소자 몸체의 여타 부분에 비해 두께가 얇은 부분이 형성되므로 기존의 PTC 소자에 비해 저저항 특성을 제공할 수 있다.In addition, according to the present invention, since the groove structure is thinner than other parts of the device body, a thinner part may provide a lower resistance characteristic than the existing PTC device.

Claims (7)

PTC 특성을 갖는 PTC 물질층과, 상기 PTC 물질층의 양면에 부착되는 한 쌍의 전극을 구비하고, 그 양면에 그루브가 형성된 판형의 소자 몸체; 및A plate-like element body having a PTC material layer having PTC properties and a pair of electrodes attached to both surfaces of the PTC material layer, and having grooves formed on both surfaces thereof; And 상기 그루브에 상응하는 부분이 요입되도록 상기 소자 몸체의 양면에 부착되는 한 쌍의 금속탭;을 포함하고,And a pair of metal tabs attached to both sides of the device body such that a portion corresponding to the groove is recessed. 상기 그루브가 상기 소자 몸체 양면의 가운데 부분에 위치하되, 길이방향으로 연장되도록 형성된 것을 특징으로 하는 PTC 소자.PTC groove, characterized in that the groove is located in the middle portion of both sides of the device body, it is formed to extend in the longitudinal direction. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 그루브의 깊이가 0.01 ~ 0.2mm인 것을 특징으로 하는 PTC 소자.PTC groove, characterized in that the depth of the groove is 0.01 ~ 0.2mm. PTC 물질층의 양면에 한 쌍의 전극이 부착된 판형의 PTC 소자 몸체를 준비하는 단계;Preparing a plate-shaped PTC element body having a pair of electrodes attached to both sides of the PTC material layer; 상기 소자 몸체의 양면에 그루브를 형성하는 단계; 및Forming grooves on both sides of the device body; And 상기 그루브에 상응하는 부분이 요입되도록 상기 소자 몸체의 양면에 금속탭을 부착하는 단계;를 포함하고,Attaching metal tabs on both sides of the device body such that a portion corresponding to the groove is recessed; 상기 그루브는 소자 몸체 양면의 가운데 부분에 위치하되, 길이방향으로 연장되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 PTC 소자 제조방법.Wherein the groove is located in the center portion of the both sides of the device body, PTC device manufacturing method characterized in that it is formed to extend in the longitudinal direction. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 그루브는 상기 소자 몸체의 양면을 가압하여 형성하는 것을 특징으로 하는 PTC 소자 제조방법.The groove is PTC device manufacturing method, characterized in that formed by pressing both sides of the device body. 삭제delete 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 그루브의 깊이가 0.01 ~ 0.2mm인 것을 특징으로 하는 PTC 소자 제조방법.PTC groove manufacturing method, characterized in that the depth of the groove is 0.01 ~ 0.2mm.
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