KR101363820B1 - 서지흡수기 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 서지흡수기 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기계적 강도가 우수한 세라믹 소재의 세라믹 튜브관을 사용하고, 세라믹 튜브관과 밀봉전극을 브레이징 링에 의해 접합하기 때문에 내구성이 현저히 증가할 뿐만 아니라 세라믹 튜브관을 철저히 밀봉하여 고전압에서도 안정적으로 사용할 수 있는 서지흡수기 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

서지흡수기 및 그 제조방법{SURGE ABSORBER AND MANUFACTURING METHOD THEREOR}
본 발명은 서지흡수기 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기계적 강도가 우수한 세라믹 소재의 세라믹 튜브관을 사용하고, 세라믹 튜브관과 밀봉전극을 브레이징 링에 의해 접합하기 때문에 내구성이 현저히 증가할 뿐만 아니라 세라믹 튜브관을 철저히 밀봉하여 고전압에서도 안정적으로 사용할 수 있는 서지흡수기 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 서지흡수기는 번개 서지나 정전기 등의 이상전압에 의한 전기충격을 받기 쉬운 부분에 설치되어 이상전압의 유입 시 기체방전에 의하여 방전에너지를 소모시킴으로써 이상전압에 의해 전자기기를 탑재한 프린트기판이 파손되는 것을 방지하는 장치이다. 이러한 서지흡수기는 통상 전화기, 팩스, 모뎀 등 통신용 전자기기의 통신선과의 접속부분 또는 텔레비전과 모니터와 같은 디스플레이의 구동회로에 주로 설치된다.
도 10은 종래의 서지흡수기의 구조를 도시하는 단면도로서, 도 10을 참조하면, 대한민국 공개특허 제10-2012-0097135호에 개시된 서지흡수기는 내부에 불활성기체가 충진된 수용관(11)과, 상기 수용관(11)의 양단에 마련되고 각각의 리드선(13)과 전기적으로 연결되는 한 쌍의 밀봉전극(12)와, 상기 밀봉전극들(12)과 전기적으로 연결되는 서지흡수소자(15)를 포함하며, 상기 서지흡수소자(15)는 비전도성부재(16)와, 상기 비전도성부재(16)를 감싸도록 마련되는 도전성 피막(17)과, 상기 도전성 피막(17)을 감싸도록 보호하는 보호막(18)과, 상기 도전성 피막(17)과 상기 보호막(18)을 분할하는 다수의 방전갭(19)을 포함한다.
다만, 종래의 서지흡수기는 상기 수용관이 유리(glass)로 이루어지고, 상기 밀봉전극이 수용관의 내부로 삽입된 상태에서 유리를 고온 용융시켜 접합하기 때문에, 접합강도를 충분히 확보할 수 없었다. 또한, 종래의 서지흡수기는 유리 소재의 수용관의 강도 및 접합강도가 약해 내구성이 떨어지는 문제가 있었으며, 그에 따라 고전압에서 사용시 안정성이 떨어진다는 문제가 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 기계적 강도가 우수한 세라믹 소재의 세라믹 튜브관을 사용하고, 세라믹 튜브관과 밀봉전극을 브레이징 링에 의해 접합하기 때문에 내구성이 현저히 증가할 뿐만 아니라 세라믹 튜브관을 철저히 밀봉할 수 있는 서지흡수기 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 밀봉 성능 및 내구성 향상에 따라 고전압에서도 안정적으로 사용할 수 있는 서지흡수기 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 브레이징 접합이 이루어지는 영역에 도금층을 형성함으로써, 브레이징 링의 젖음성 내지 접합력 및 방전 성능을 향상시킬 수 있는 서지흡수기 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
이를 위해 본 발명에 따른 서지흡수기는 내부에 불활성기체가 충진된 세라믹 튜브관과; 상기 세라믹 튜브관의 양단에 마련되고 각각의 리드선과 전기적으로 연결되는 한 쌍의 밀봉전극과; 상기 세라믹 튜브관 내에 수용되어 상기 밀봉전극들과 전기적으로 연결되며, 방전갭이 형성되는 서지흡수소자와; 상기 세라믹 튜브관 및 밀봉전극 사이를 밀봉시키는 브레이징 링(brazing ring);을 포함하고, 상기 세라믹 튜브관과 상기 밀봉전극이 상기 브레이징 링의 용융에 의해 접합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 서지흡수기의 상기 브레이징 링은 구리(Cu), 은(Ag) 및 아연(Zn)을 포함하는 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 서지흡수기의 밀봉전극은 세라믹 튜브관 내로 삽입되어 서지흡수소자와 접하도록 내측으로 돌출되는 접속부와, 상기 브레이징 링과 결합하는 접합부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 서지흡수기의 브레이징 링은 외면이 상기 세라믹 튜브관의 외면과 동일선 상에 위치하고, 내면이 상기 세라믹 튜브관의 내면보다 내측으로 연장 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 서지흡수기의 브레이징 링은 상기 세라믹 튜브관과 접합되는 외주부와, 상기 서지흡수소자의 단부와 접합되는 내주부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 서지흡수기는 접속부와 단자전극 사이에서 용융하여 상기 접속부 및 단자전극을 접합시키는 브레이징 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 서지흡수기는 접속부, 접합부 및 단자전극 중 적어도 하나에는 상기 브레이징 링 또는 브레이징 부재의 용융에 의한 접합력 및 방전 특성을 향상시킬 수 있도록 니켈(Ni) 또는 티타늄(Ti)이 함유된 도금층을 더 포함을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 서지흡수기의 제조방법은 내부에 서지흡수소자가 수용되는 세라믹 튜브관과, 상기 세라믹 튜브관의 양단부에 각각 삽입되어 상기 서지흡수소자와 접속하는 제1, 2전극과, 상기 세라믹 튜브관과 제1, 2밀봉전극을 각각 접합시키는 제1,2브레이징 링을 포함하는 서지흡수기의 제조방법에 관한 것으로서, 상기 제1밀봉전극을 마련하는 S1단계; 상기 제1밀봉전극 상에 제1브레이징 링 및 세라믹 튜브관을 순차적으로 적층하는 S2단계; 상기 세라믹 튜브관에 상기 서지흡수소자를 삽입하는 S3단계; 상기 세라믹 튜브관 상에 상기 제2브레이징 링 및 제2밀봉전극을 순차적으로 적층하는 S4단계; 상기 S1단계 내지 S4단계를 거친 서지흡수기를 불활성 가스 분위기의 챔버에 넣고 상기 제1,2브레이징 링을 용융시켜 상기 세라믹 튜브관 및 제1,2밀봉전극 사이를 밀봉하는 S5단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 서지흡수기의 제조방법의 제1,2밀봉전극 각각은 상기 세라믹 튜브관 내로 삽입되어 상기 서지흡수소자와 접하도록 내측으로 돌출되는 접속부와, 상기 제1,2브레이징 링과 각각 결합하는 접합부로 이루어지고, 상기 제1,2브레이징 링 각각은 상기 제1,2밀봉전극 각각의 접속부에 삽입되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 서지흡수기의 제조방법의 제1,2브레이징 링은 구리합금의 표면에 구리(Cu), 은(Ag)을 포함하는 합금(Ag25Cu)으로 이루어지고, 상기 S5단계는 상기 제1,2브레이징 링을 800~850℃의 온도에서 용융시켜 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 서지흡수기의 제조방법의 제1,2브레이징 링은 은, 구리 및 아연으로 이루어지는 합금(Ag56CuZn)으로 이루어지고, 상기 S5단계는 상기 제1,2브레이징 링을 600~650℃의 온도에서 용융시켜 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 서지흡수기의 제조방법의 접합부의 표면에는 상기 제1,2브레이징 링의 용융에 의한 접합력 및 방전 성능을 향상시킬 수 있도록 니켈(Ni) 또는 티타늄(Ti)이 함유된 도금층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 서지흡수기 및 그 제조방법에 의하면, 기계적 강도가 우수한 세라믹 소재의 세라믹 튜브관을 사용하고, 세라믹 튜브관과 밀봉전극을 브레이징 링에 의해 접합하기 때문에 내구성이 현저히 증가할 뿐만 아니라 세라믹 튜브관을 철저히 밀봉할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 서지흡수기 및 그 제조방법에 의하면, 밀봉 성능 및 내구성 향상에 따라 고전압에서도 안정적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 서지흡수기 및 그 제조방법에 의하면, 브레이징 접합이 이루어지는 영역에 도금층을 형성함으로써, 브레이징 링의 젖음성 내지 접합력 및 방전 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 서지흡수소자를 도시하는 단면도들이다.
도 2는 본 발명에 따른 서지흡수기의 제1실시예를 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 서지흡수기의 제1실시예를 도시하는 분해 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 서지흡수기의 제2실시예를 도시하는 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 서지흡수기의 제3실시예를 도시하는 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 서지흡수기의 제4실시예를 도시하는 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 서지흡수기의 제5실시예를 도시하는 단면도들이다.
도 8a 내지 도 8f는 본 발명에 따른 서지흡수기의 제조방법의 일실시예를 단계별로 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 서지흡수기가 기판에 표면실장되는 모습을 도시하는 단면도이다.
도 10은 종래의 서지흡수기의 구조를 도시하는 단면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 서지흡수소자를 도시하는 단면도들이고, 도 2는 본 발명에 따른 서지흡수기의 제1실시예를 도시하는 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 서지흡수기의 제1실시예를 도시하는 분해 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 서지흡수기(100)는 크게 세라믹 튜브관(120)과, 밀봉전극(130)과, 서지흡수소자(110)와, 브레이징 링(150)을 포함한다.
구체적으로, 본 발명에 따른 서지흡수기(100)는 내부에 불활성기체가 충진된 세라믹 튜브관(120)과, 상기 세라믹 튜브관(120)의 양단에 마련되고 각각의 리드선(170)과 전기적으로 연결되는 한 쌍의 밀봉전극(130)과, 상기 세라믹 튜브관(120) 내에 수용되어 상기 밀봉전극(130)들과 전기적으로 연결되며, 방전갭(115)이 형성되는 서지흡수소자(110)와, 상기 세라믹 튜브관(120) 및 밀봉전극(130) 사이를 밀봉시키는 브레이징 링(150)(brazing ring)을 포함할 수 있다.
도 1a를 참조하면, 본 발명에 따른 서지흡수소자(110)는 비도전성부재(111)와, 상기 비전도성부재(111)를 감싸도록 마련된 도전성 피막(113)과, 상기 도전성 피막(113)이 방전전극으로 사용될 수 있도록 상기 도전성 피막(113)의 중심에서 도전성 피막(113)을 분할하는 방전갭(115) 및 상기 비전도성부재(111)의 양단에 마련되어 밀봉전극(130)과 서지흡수소자(110)를 전기적으로 연결시키는 단자전극(117)을 포함할 수 있다.
상기 비전도성부재(111)는 통 형상의 알루미나 로드로 이루어질 수 있다. 상기 도전성 피막(113)은 방전전극으로 사용되며, 니켈(Ni) 또는 티탄늄(Ti) 등의 전기전도도가 높은 금속으로 이루어질 수 있다.
또한, 도 1b를 참조하면, 본 발명에 따른 서지흡수소자(110a)는 비도전성부재(111)와, 상기 비전도성부재(111)를 감싸도록 마련된 도전성 피막(113)과, 상기 도전성 피막(113)을 감싸도록 보호하는 보호막(114)과, 상기 도전성 피막(113)과 상기 보호막(114)을 분할하는 다수의 방전갭(115a)및 상기 비전도성부재(111)의 양단에 마련되어 밀봉전극(130)과 서지흡수소자(110)를 전기적으로 연결시키는 단자전극(117)을 포함할 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른 서지흡수소자는 제품의 용도 및 특성 등을 고려하여 다양한 형태로 구성할 수 있다.
여기서 상기 보호막(114)은 도전성 세라믹 박막이 사용되며, 도전성 피막의 노출면을 감싸도록 마련함으로써 기체 방전시 발생하는 방전에너지가 도전성 피막에 전달되는 것을 방지하는 역할을 한다.
상기 보호막(114)은 도전성 산화물, 도전성 질화물, 도전성 탄화물, 도전성 불화물, 도전성 규화물 등과 같이 공유결합성이 강한 도전성 세라믹으로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 세라믹 튜브관(120)은 통 형상으로 이루어지고 세라믹 재질로 이루어진다. 이러한 통 형상의 세라믹 튜브관(120)의 양단에는 밀봉전극(130)이 설치되고, 상기 밀봉전극(130)에 의해 밀봉되는 세라믹 튜브관(120)의 내부에는 불활성기체가 수용된다. 그리고 상기 세라믹 튜브관(120)의 양단은 상기 밀봉전극(130)과 브레이징 접합이 이루어진다.
상기 밀봉전극(130)은 상술한 바와 같이 상기 세라믹 튜브관(120)의 양단에 설치되어 리드선(170)과 각각 전기적으로 연결된다.
그리고 상기 밀봉전극(130)은 구리 합금으로 이루어지는 것을 예시할 수 있다.
상기 밀봉전극(130)은 세라믹 튜브관(120) 내로 삽입되어 서지흡수소자(110)와 접하도록 내측으로 돌출되는 접속부(133)와, 상기 브레이징 링(150)과 결합하는 접합부(131)로 이루어지는 것을 예시할 수 있다.
상기 밀봉전극(130)은 상기 접속부(133)가 내측으로 돌출되기 때문에, 상기 브레이징 링(150) 또는 세라믹 튜브관(120)과의 조립을 손쉽게 할 수 있으며, 브레이징 과정에서 세라믹 튜브관(120) 내의 서지흡수소자(110)를 압착할 수 있어, 밀봉전극(130)과 접속부(133)의 전기적 연결이 우수해지기 때문이다.
본 발명에 따른 브레이징 링(150)은 모재인 세라믹 튜브관(120) 및 밀봉전극(130) 사이에서 용융되어, 양 모재를 접합시켜 밀봉하는 용가재(filler metal) 역할을 한다.
상기 브레이징 링(150)은 구리(Cu), 은(Ag) 및 아연(Zn)을 포함하는 합금으로 이루어지는 것을 예시할 수 있다.
그리고 상기 브레이징 공정은 용가재인 브레이징 링의 용융점 이상 모재인 세라믹 튜브관 및 밀봉전극의 용융점 이하의 온도에서 이루어진다.
상기 브레이징에 의한 접합에서는 젖음성(wetting)(용가재와 모재의 친화력의 정도를 나타내는 성질)이 중요한 요소가 된다. 즉 브레이징 링과 세라믹 튜브관 및 밀봉전극과의 젖음성이 나쁘면 접합이 이루어지지 않게 된다. 따라서 본 발명에서는 서지흡수소자를 수용하는 튜브관을 용가재와의 젖음성이 나쁜 기존의 유리(glass) 대신, 젖음성이 우수한 세라믹 소재의 세라믹 튜브관을 사용한 것이다.
그리고 상기 브레이징 링(150)에 의한 브레이징 접합은 상기 브레이징 링(150)이 용융되면서 상기 세라믹 튜브관(120) 및 밀봉전극(130)의 표면에서 모세관 현상(capillary action)을 일으키기 때문에 접합강도가 매우 뛰어나다. 또한, 브레이징 링에 의한 접합은 세라믹 튜브관의 내부를 철저하게 밀봉할 수 있으며, 진동 등에 대한 내충격성이 뛰어난 장점이 있다.
한편, 상기 브레이징 링(150)은 외면(151)이 상기 세라믹 튜브관(120)의 외면(121)과 동일선 상에 위치하고, 내면(152)이 상기 세라믹 튜브관(120)의 내면(122)보다 내측으로 연장 형성되는 것이 밀봉 성능을 향상시킬 수 있어 바람직하다.
이와 같이, 본 발명에 따른 서지흡수기는 종래의 유리 소재의 튜브관이 아닌 기계적 강도가 우수한 세라믹 소재의 세라믹 튜브관을 사용하는 것은 물론, 세라믹 튜브관과 밀봉전극을 브레이징 링에 의해 접합하기 때문에 내구성이 현저히 증가할 뿐만 아니라 세라믹 튜브관을 철저히 밀봉할 수 있다. 그리고 서지흡수기의 내구성이 증가함에 따라 고전압에서도 안정적으로 사용할 수 있는 장점이 있다.
도 4는 본 발명에 따른 서지흡수기의 제2실시예를 도시하는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 서지흡수기(100a)는 상기 접속부(133)와 단자전극(117)을 접합시키는 브레이징 부재(160)를 더 포함할 수 있다.
상기 브레이징 부재(160)는 판 형상이고, 구리(Cu), 은(Ag) 및 아연(Zn)을 포함하는 합금으로 이루어지는 것을 예시할 수 있다.
상기 브레이징 부재(160)는 상기 브레이징 링과 마찬가지로 상기 접속부(133)와 단자전극(117) 사이에서 용융하여 상기 접속부(133) 및 단자전극(117)을 접합시키게 된다.
따라서 상기 서지흡수소자(110)와 밀봉전극(130)이 상기 브레이징 부재(160)에 의해 보다 견고하게 결합함으로써, 서지흡수기의 내구성을 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 서지흡수기의 제3실시예를 도시하는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 서지흡수기(100b)의 브레이징 링(150a)은 상기 세라믹 튜브관(120)과 서지흡수소자(110) 각각을 동시에 접합시키도록 구성할 수 있다.
즉 상기 브레이징 링(150a)은 상기 세라믹 튜브관(120)의 단부와 접합되는 외주부(153)와, 상기 서지흡수소자(110)의 단부 구체적으로 단자전극(117)과 접합되는 내주부(154)로 이루어질 수 있다.
따라서, 상기 브레이징 링(150a)은 상기 접속부(133a)의 두께와 같거나 또는 더 두껍게 형성하는 것이 바람직하다. 왜냐하면 상기 브레이징 링(150a)을 상기 접속부(133a)의 두께보다 두껍게 형성해야 용융 후 상기 세라믹 튜브관(120) 및 단자전극(117)과 각각 접합할 수 있기 때문이다.
또한, 상기 브레이징 링(150a)의 내주부(154)는 도 2의 브레이징 링에 비해 내측으로 더 길게 연장 형성되고, 상기 접속부(153)는 도 2의 접속부보다 폭이 좁게 형성하는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명에 따른 서지흡수기의 제4실시예를 도시하는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 서지흡수기(100c)는 상기 브레이징 링(150) 또는 브레이징 부재(160)의 모재와의 젖음성(wetting)을 향상시키도록 도금층(180)을 더 포함할 수 있다.
구체적으로 상기 도금층(180 : 181,183,185)은 상기 접속부(133), 접합부(131) 및 단자전극(117) 중 적어도 하나에 형성되고, 상기 브레이징 링(150) 또는 브레이징 부재(160)의 용융에 의한 접합력 및 방전 특성을 향상시키는 역할을 한다.
그리고, 상기 도금층(180)은 니켈(Ni) 또는 티타늄(Ti)을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하고, Ni3P 등의 화합물로 이루어지는 것을 예시할 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 서지흡수기의 제5실시예를 도시하는 단면도이다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 본 발명에 따른 밀봉전극(130b)은 도 1 내지 도 6의 밀봉전극과 달리 접속부가 내측으로 돌출되지 않는 평판 형상으로 구성할 수 있다.
그리고 상기 브레이징 링(150b)은 상기 세라믹 튜브관(120)의 단부와 단자전극(117)을 동시에 접합할 수 있도록 평판 형상으로 구성할 수 있다.(도 7a 참조)
또한, 상기 브레이징 링(150c)은 상기 밀봉전극(130)과 단자전극(117)이 직접 접속되도록 중앙 영역이 중공된 링 형상으로 구성할 수 있다.(도 7b 참조)
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 퓨즈 저항기의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
도 8a 내지 도 8f는 본 발명에 따른 서지흡수기의 제조방법의 일실시예를 단계별로 도시한 단면도이다.
본 발명에 따른 서지흡수기(100)의 제조방법은 상술한 바와 같이, 내부에 서지흡수소자(110)가 수용되는 세라믹 튜브관(120)과, 상기 세라믹 튜브관(120)의 양단부에 각각 삽입되어 상기 서지흡수소자(110)와 접속하는 제1, 2밀봉전극(130, 135)과, 상기 세라믹 튜브관(120)과 제1, 2밀봉전극(130, 135)을 각각 접합시키는 제1, 2브레이징 링(150, 155)을 포함할 수 있다.
먼저, 도 8a 및 도 8b를 참조하면, S1단계는 제1밀봉전극(130)을 마련하는 단계로서, 상기 제1밀봉전극(130)은 세라믹 튜브관(120) 내로 삽입되어 서지흡수소자(110)와 접하도록 내측으로 돌출되는 접속부(133)와, 상기 제1브레이징 링(150)과 결합하는 접합부로 이루어진다.
다음으로, S2단계는 상기 제1밀봉전극(130) 상에 제1브레이징 링(150) 및 세라믹 튜브관(120)을 순차적으로 적층하는 단계이다.
상기 제1브레이징 링(150)은 제1밀봉전극(130)의 접속부(133)에 삽입되고, 상기 세라믹 튜브관(120)은 상기 제1브레이징 링(150)의 상부에 올려진다.
그 다음으로, 도 8c를 참조하면, S3단계는 상기 세라믹 튜브관(120)에 상기 서지흡수소자(110)를 삽입하는 단계이다.
여기서, 상기 서지흡수소자(110)는 비도전성부재(111)와, 상기 비전도성부재(111)를 감싸도록 마련된 도전성 피막(113)과, 상기 도전성 피막(113)이 방전전극으로 사용될 수 있도록 상기 도전성 피막(113)의 중심에서 도전성 피막을 분할하는 방전갭(115) 및 상기 비전도성부재(111)의 양단에 마련되어 상기 제1, 2밀봉전극(130, 135)과 서지흡수소자(110)를 전기적으로 연결시키는 제1, 2단자전극(117, 117a)을 포함할 수 있다.
상기 삽입된 서지흡수소자(110)의 제1단자전극(117)은 상기 제1밀봉전극(130)의 접속부(133) 상면에 놓이게 된다. 상기 제1단자전극(117)의 내면과 상기 비도전성 피막(113) 사이에는 갭(G)(gap) 내지 간격이 생길 수 있으며, 상기 갭 내지 간격은 후술할 제2밀봉전극의 결합에 의한 압착 및 S5단계의 브레이징 과정을 통해 없어지게 된다. 이러한 갭 내지 간격은 서지흡수소자의 조립과정에서 자연스럽게 생길 수도 있고, 인위적으로 형성할 수도 있다.
그 다음으로, 도 8d를 참조하면, S4단계는 상기 세라믹 튜브관(120) 상에 상기 제2브레이징 링(155) 및 제2밀봉전극(135)을 순차적으로 적층하는 단계이다.
상기 S1단계 내지 S4단계를 통해 밀봉되지 않은 상태의 서지흡수기의 조립이 이루어진다.
그 다음으로, S5단계는 상기 S1단계 내지 S4단계를 거친 서지흡수기(100)를 불활성 가스 분위기의 챔버(C)에 넣고 상기 제1, 2브레이징 링(150, 155)을 용융시켜 상기 세라믹 튜브관(120) 및 제1, 2밀봉전극(130, 135) 사이를 밀봉하는 단계이다.
도 8e를 참조하면, 상기 챔버(C)에는 밀봉되지 않은 상태의 서지흡수기(100)가 종방향으로 세워진 채로 투입된다. 그리고 상기 챔버(C) 내는 진공 상태로 만들어 대기 중의 공기를 제거한 후, 불활성기체를 공급하게 된다.
이때, 상기 서지흡수기(100)는 밀봉되기 전 상태로서, 상기 불활성기체가 상기 세라믹 튜브관의 내부로 들어가게 된다.
도 8f를 참조하면, 상기 챔버(C) 내를 가열하여 상기 제1, 2브레이징 링(150, 155)을 용융시켜 밀봉시키게 된다. 이때, 챔버(C) 내는 모재인 제1, 2밀봉전극(130, 135) 및 세라믹 튜브관(120)이 융점 이하의 온도로 가열하여 모재의 변형이 없도록 해야 하며, 상기 제1, 2브레이징 링의 재질에 따라 가열 온도 예를 들어, 500~850℃의 범위 내에서 설정할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1, 2브레이징 링(150, 155)이 구리, 은을 포함하는 합금(Ag25Cu)인 경우에는 800~850℃의 온도로 가열하고, 은, 구리 및 아연으로 이루어지는 합금(Ag56CuZn)인 경우에는 600~650℃의 온도로 가열하게 된다.
그리고, 가열된 상기 제1, 2브레이징 링(150, 155)은 용융되어 모세관 현상에 의해 모재의 표면을 밀봉 및 접합시키며, 그 두께는 감소하게 된다. 이후 밀봉전극의 외면에 리드선을 결합함으로써, 서지흡수기의 제조는 완료된다.
한편, 도 9는 본 발명에 따른 서지흡수기가 기판에 표면실장되는 모습을 도시하는 단면도이다.
도 9를 참조하면 본 발명의 서지흡수기(100a)는 리드선을 생략하고, 밀봉전극(130)과 솔더볼을 접합시킬 수 있어 표면실장소자(SMD, surface mount device)로 활용할 수도 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 서지흡수기의 제조방법에서는 기계적 강도가 우수한 세라믹 소재의 세라믹 튜브관을 사용하고, 세라믹 튜브관과 밀봉전극을 브레이징 링에 의해 접합하기 때문에 접합강도 및 내구성이 뛰어나다.
이와 같이, 본 발명에 따른 서지흡수기의 제조방법에서는 기계적 강도가 우수한 세라믹 소재의 세라믹 튜브관을 사용하고, 세라믹 튜브관과 밀봉전극을 브레이징 링에 의해 접합하기 때문에 내구성이 뛰어나며, 세라믹 튜브관 내부를 철저히 밀봉할 수 있다. 따라서 본 발명의 서지흡수기의 제조방법은 세라믹 튜브관의 밀봉이 철저히 이루어지고 내구성이 증가함에 따라 고전압에서도 안정적으로 사용할 수 있는 서지흡수기를 제조할 수 있는 장점이 있다.
한편, 본 발명의 상세한 설명 및 첨부도면에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명은 개시된 실시예에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들을 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 서지흡수기 110 : 서지흡수소자
111 : 비도전성부재 113 : 도전성 피막
115 : 방전갭 117 : 단자전극
120 : 세라믹 튜브관 130 : 밀봉전극
131 : 접합부 133 : 접속부
150 : 브레이징 링 151 : 외면
152 : 내면 153 : 외주부
154 : 내주부 160 : 브레이징 부재
170 : 리드선 180 : 도금층
181 : 접합부 도금층 183 : 접속부 도금층
185 : 단자전극 도금층

Claims (12)

  1. 내부에 불활성기체가 충진된 세라믹 튜브관과;
    상기 세라믹 튜브관의 양단에 마련되는 한 쌍의 밀봉전극과;
    상기 세라믹 튜브관 내에 수용되어 상기 밀봉전극들과 전기적으로 연결되며, 방전갭이 형성되는 서지흡수소자와;
    상기 세라믹 튜브관 및 밀봉전극 사이를 밀봉시키는 브레이징 링(brazing ring);을 포함하고,
    상기 세라믹 튜브관과 상기 밀봉전극이 상기 브레이징 링의 용융에 의해 접합되되,
    상기 밀봉전극은 세라믹 튜브관 내로 삽입되어 서지흡수소자와 접하도록 내측으로 돌출되는 접속부와, 상기 브레이징 링과 결합하는 접합부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 서지흡수기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 브레이징 링은 구리(Cu), 은(Ag) 및 아연(Zn)을 포함하는 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 서지흡수기.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 브레이징 링은 외면이 상기 세라믹 튜브관의 외면과 동일선 상에 위치하고, 내면이 상기 세라믹 튜브관의 내면보다 내측으로 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 서지흡수기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 브레이징 링은 상기 세라믹 튜브관과 접합되는 외주부와, 상기 서지흡수소자의 단부와 접합되는 내주부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 서지흡수기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 접속부와 단자전극 사이에서 용융하여 상기 접속부 및 단자전극을 접합시키는 브레이징 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 서지흡수기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 접속부, 접합부 및 단자전극 중 적어도 하나에는 상기 브레이징 링 또는 브레이징 부재의 용융에 의한 접합력 및 방전 특성을 향상시킬 수 있도록 니켈(Ni) 또는 티타늄(Ti)이 함유된 도금층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 서지흡수기.
  8. 내부에 서지흡수소자가 수용되는 세라믹 튜브관과, 상기 세라믹 튜브관의 양단부에 각각 삽입되어 상기 서지흡수소자와 접속하는 제1, 2밀봉전극과, 상기 세라믹 튜브관과 제1, 2밀봉전극을 각각 접합시키는 제1, 2브레이징 링을 포함하는 서지흡수기의 제조방법에 있어서,
    상기 제1밀봉전극을 마련하는 S1단계;
    상기 제1밀봉전극 상에 제1브레이징 링 및 세라믹 튜브관을 순차적으로 적층하는 S2단계;
    상기 세라믹 튜브관에 상기 서지흡수소자를 삽입하는 S3단계;
    상기 세라믹 튜브관 상에 상기 제2브레이징 링 및 제2밀봉전극을 순차적으로 적층하는 S4단계;
    상기 S1단계 내지 S4단계를 거친 서지흡수기를 불활성 가스 분위기의 챔버에 넣고 상기 제1, 2브레이징 링을 용융시켜 상기 세라믹 튜브관 및 제1, 2밀봉전극 사이를 밀봉하는 S5단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 서지흡수기의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1, 2밀봉전극 각각은 상기 세라믹 튜브관 내로 삽입되어 상기 서지흡수소자와 접하도록 내측으로 돌출되는 접속부와, 상기 제1, 2브레이징 링과 각각 결합하는 접합부로 이루어지고,
    상기 제1, 2브레이징 링 각각은 상기 제1, 2밀봉전극 각각의 접속부에 삽입되는 것을 특징으로 하는 서지흡수기의 제조방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1, 2브레이징 링은 구리합금의 표면에 구리(Cu), 은(Ag)을 포함하는 합금(Ag25Cu)으로 이루어지고,
    상기 S5단계는 상기 제1, 2브레이징 링을 800~850℃의 온도에서 용융시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 서지흡수기의 제조방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제1, 2브레이징 링은 은, 구리, 아연 및 주석으로 이루어지는 합금(Ag56CuZnSn)으로 이루어지고,
    상기 S5단계는 상기 제1, 2브레이징 링을 600~650℃의 온도에서 용융시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 서지흡수기의 제조방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 접합부의 표면에는 상기 제1, 2브레이징 링의 용융에 의한 접합력 및 방전 성능을 향상시킬 수 있도록 니켈(Ni) 또는 티타늄(Ti)이 함유된 도금층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 서지흡수기의 제조방법.
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