KR101563382B1 - Ｐｔｃ 디바이스 및 그 제조 방법 및 그것을 갖는 전기 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보다 콤팩트한 PTC 디바이스를 제공하는 것이다. PTC 소자(12)의 제1 금속 전극(18)에 전기적으로 접속된 제1 리드(14), 및 PTC 소자의 제2 금속 전극(20)에 전기적으로 접속된 제2 리드(16)를 갖고 이루어지는 PTC 디바이스에서, 제1 리드는, PTC 소자의 제1 금속 전극의 적어도 일부분을 덮는 커버 영역을 갖고, 제2 리드는, PTC 소자의 저면부를 덮는 제1 영역(24) 및 제1 영역의 주위로부터 외향으로 연장되는 제2 영역(26)을 갖고, 제2 영역은 그 연부 또는 단부에서 접속 영역(38)을 구성하고, 제1 영역과 접속 영역과의 사이에 간극부(60)가 존재하고, 제1 영역이 PTC 소자의 저면부를 덮도록, 제2 리드가 제2 금속 전극에 접속되고, 적어도 PTC 소자의 측면이 수지 코팅(50)에 의해 덮여져 있다.

Description

ＰＴＣ 디바이스 및 그 제조 방법 및 그것을 갖는 전기 장치{PTC DEVICE, PTC DEVICE MANUFACTURING METHOD AND ELECTRIC DEVICE PROVIDED WITH PTC DEVICE}

본 발명은 PTC 디바이스, 특히 회로 보호 소자로서 사용되는 폴리머 PTC 디바이스 및 그것을 갖고 이루어지는 전기 또는 전자 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 도전성 필러로서 금속 필러, 특히 산소 분위기 하에 산화되기 쉬운 필러를 포함하는 폴리머 PTC 요소를 갖고 이루어지는 PTC 소자를 이용한 PTC 디바이스에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 그와 같은 폴리머 PTC 디바이스의 제조법에 관한 것이다.

다양한 전기 또는 전자 기기에서, 전원 회로 등에 과잉으로 큰 전류가 흐른 경우에 기기를 구성하는 중요한 요소가 고장나는 것을 미연에 방지하기 위해, 폴리머 PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자가 회로 보호 소자로서 널리 사용되고 있다. 이와 같은 소자 자체는 주지이며, 통상적으로, 폴리머 내에 도전성 필러가 분산되어 있는 폴리머 조성물로 층 형상 형태의 PTC 요소 및 그의 대향하는 주표면에 배치된 금속박 전극을 갖고 이루어진다.

예를 들면 충전 가능한 전지팩에서 이용되는 PTC 디바이스로서, 스트랩형 PTC 디바이스를 예로 들 수 있다. 도 4에 이 PTC 디바이스를 상면도(도 4의 (a)) 및 단면도(도 4의 (b), 도 4의 (a)의 중앙선 A-A'의 종단면도)로 나타낸다. 이 디바이스(100)는, 폴리머 PTC 요소(102) 및 그 양측 주표면에 배치된(통상은 열융착된) 금속 전극(통상적으로, 금속박 전극, 참조 부호 104 및 106)을 갖는 폴리머 PTC 소자(108)를 갖고 이루어지고, 이 폴리머 PTC 소자(108)의 양측의 금속 전극에 리드(110, 112)가, 통상 납땜에 의해 각각 배치되어, 폴리머 PTC 디바이스(100)가 구성된다.

예를 들면, 이와 같은 PTC 디바이스의 리드(110)가 리튬 이온 전지팩의 알루미늄 케이스의 끝면에 위치하는 밀봉구판(sealing cap)으로부터 돌출되는 음극에 접속되고, 다른 쪽의 리드(112)가 소정의 회로에 접속되고, 그에 의해 전지팩과 소정의 회로가 PTC 디바이스를 통해 직렬로 접속되어, 회로 보호 소자로서 작용한다.

상술한 바와 같은 PTC 소자가 구비해야 할 요건의 하나로서, 평상 시의 PTC 소자 자체의 저항이 작을 필요가 있다. 그와 같은 저저항의 PTC 소자에 이용되는 PTC 요소에는, 폴리머 내에 분산시키는 도전성 필러로서 금속 필러, 특히 니켈 또는 니켈 합금의 필러가 이용된다. 이와 같은 금속 필러는, PTC 소자의 주변 분위기 속에 존재하는 산소에 의해서 산화되기 쉽고, 그 결과, PTC 요소의 저항값이 증가된다. 이와 같은 저항값의 증가는, 본래적으로는 저저항이어야 할 PTC 소자에는 바람직하지 않다.

따라서, 그와 같은 금속 필러를 이용하는 폴리머 PTC 소자에서는, PTC 요소의 노출 부분이 주변 분위기에 접촉하지 않도록, 적어도, 폴리머 PTC 소자의 노출 부분을 덮는 수지 코팅(114)을 형성하고, 금속 필러의 산화를 방지하는 대책이 채용되고 있다. PTC 요소의 주표면은, 상술한 바와 같이, 금속박 전극으로 덮여져 있으므로, 그와 같은 노출 부분은, PTC 요소의 오로지 측면 부분(즉, 층 형상 PTC 요소의 두께를 규정하는 측면 부분이며, PTC 요소의 대향하는 주표면의 외주부를 접속하는 면)이다.

그러나 측면만을 수지로 코팅하고 나머지 부분을 코팅하지 않도록 하기 위해서는, 수지 코팅 전에 나머지 부분(즉, 코팅해야 할 부분 이외의 부분)을 마스킹할 필요가 있다. PTC 요소의 두께는, 예를 들면 0.40㎜로 매우 작기 때문에, 그와 같은 작은 측면을 남기도록 마스킹하는 것은 대단히 수고를 요한다. 따라서 가장 간편한 방법으로는, 적어도 PTC 소자 전체(108)를 덮도록 수지를 예로 들면 브러시(brush)한 후, 수지를 경화시켜 코팅을 형성하는 것이 행해지고 있다. 도 4에서, 그와 같은 코팅(114)을 모식적으로 그레이(gray)로 착색하고 있다.

특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 제2006-121049호 공보

도 4에서 이해할 수 있는 바와 같이, 확실하게 PTC 요소를 수지의 코팅으로 덮기 위해서는, PTC 요소 외에, 그에 인접하는 리드의 영역도 코팅으로 덮을 필요가 있다. 그 결과, 그와 같은 리드의 영역(즉, 본래적으로 리드로서 기능하지 않는 영역)에 인접하는, 코팅으로 덮여져 있지 않은 리드의 영역만이 리드로서의 기능을 하게 된다. 따라서, 리드는 전체적으로 커지지 않을 수 없고, 구체적으로는 길어지지 않을 수 없다.

리드가 길어지면, PTC 디바이스 전체가 커지기 때문에, 콤팩트한 것이 요구되는 전기 장치 또는 전자 장치에 그와 같은 디바이스를 사용하는 것은 바람직하지 않다. 따라서, 보다 콤팩트한 PTC 디바이스를 제공하는 것이 요구되고 있다. 물론, 그와 같은 콤팩트한 PTC 디바이스를 용이하게 제조할 수 있는 것이 바람직하다.

발명자는, 본래 리드로서 기능하지 않는 영역이 생기는 이유에 대해서 검토를 거듭하였다. 확실하게 PTC 요소를 코팅에 의해 덮기 위해서는, PTC 소자의 폭, 도시한 바와 같이 디스크 형상의 경우는, 디스크의 직경보다 큰 폭의 솔(brush)을 이용할 필요가 있고, 그 결과, PTC 소자에 인접하는 리드의 부분도 코팅으로 덮여지는 것을 알았다. 또한 PTC 요소를 확실하게 덮기 위해서는, 충분한 양의 수지를 사용할 필요가 있어, PTC 요소상에 공급된 수지의 일부분이 리드를 향하여 흘러 내려서 확산될 가능성이 있고, 그 경우에는, 역시 PTC 소자에 인접하는 리드의 부분도 코팅에 의해 덮여지게 되는 것도 알았다.

그리고 그와 같은 수지는, PTC 요소에 접속된 금속 리드에, PTC 요소의 측면에 근접하는 개구부를 설치하면, 개구부를 가로지르기까지 흐르는 일은 거의 없으며, 그 결과, 개구부에서 수지의 흐름을 막을 수 있는 것을 발견하였다.

그와 같은 개구부에서는 수지를 지지할 수 없고, 또한, 수지가 공급되었다고 하여도, 개구부로부터 낙하하는 것도 불가능하지 않기 때문에, 수지를 솔질할 때에 폭이 넓은 솔을 이용하여도, 상술한 바와 같이 리드로서 기능하지 않는 영역은 그다지 넓게 되지 않는다.

또한, 이하에 본 발명을 설명하지만, 본 명세서에서 사용하는 폴리머 PTC 요소, PTC 소자는 주지이다. PTC 소자란 용어는, 일반적으로 사용되고 있는 용어의 의미로 사용하고, 폴리머 PTC 요소 및 그 각 주표면에 배치된 제1 금속 전극 및 제2 금속 전극을 갖고 이루어지는 PTC 소자를 의미한다. 또한 폴리머 PTC 요소는, 폴리머 재료(예를 들면 폴리에틸렌, 폴리비닐리덴플루오라이드 등) 내에 도전성 필러(예를 들면 카본 필러, 금속 필러(구리, 니켈, 니켈-코발트 합금 등의 필러) 등)가 분산되어 있는, 소위 도전성 폴리머 조성물로 구성되어 있는 것이다.

PTC 소자는, 통상적으로, 층 형상의 PTC 요소의 양측의 주표면의 전체에 적층 상태의 금속 전극(통상적으로, 금속박 전극)을 갖는 전체적으로도 층 형상의, 또는 디스크 형상(원판 형상)이어도, 혹은 얇은 사각 형상이어도 되는 요소이다.

제1 요지에서, 본 발명은, PTC 디바이스의 제조 방법을 제공하고,

(1) PTC 소자의 제1 금속 전극에 제1 리드를 전기적으로 접속하는 공정,

(2) PTC 소자의 제2 금속 전극에 제2 리드를 전기적으로 접속하는 공정,

(3) PCT 소자의 적어도 측면부를 덮도록, 경화성 수지를 PTC 소자에 도포하는 공정, 및

(4) 경화성 수지를 경화하는 공정

을 포함하여 이루어지고,

공정 (1)에서, 제1 리드는, PTC 소자의 제1 금속 전극의 적어도 일부분을 덮는 커버 영역을 갖고,

공정 (2)에서, 제2 리드는, PTC 소자의 저(底)면부를 덮는 제1 영역 및 제1 영역의 주위로부터 외향으로 연장되는 제2 영역을 갖고, 제2 영역은 그 연부 또는 단부에서(소정의 전기 요소에의) 접속 영역을 구성하고, 제1 영역과 접속 영역과의 사이에 간극부(즉, 리드를 구성하는 재료가 존재하지 않는 부분 또는 공간 부분)가 존재하고, 제2 리드의 제2 금속 전극에의 접속은, 제1 영역이 PTC 소자의 저면부를 덮도록(즉, 제1 영역이 저면부를 커버하도록) 실시하고,

공정 (3)은, 경화성 수지를 도포한 후의 상태에서, 제2 리드의 접속 영역 상에는 경화성 수지가 존재하지 않도록 실시하는 것을 특징으로 한다.

공정 (3)에서, 제1 리드 및 제1 리드에 의해 덮여져 있지 않은 제1 금속 전극의 영역(단, 존재하는 경우)의 한쪽, 혹은 양쪽의 적어도 일부분도 경화성 수지에 의해 덮어도 된다. 다른 양태에서는, 경화성 수지의 도포의 형편에 의해, 제1 리드 및 제1 리드에 덮여져 있지 않은 제1 금속 전극의 영역의 전체를 경화성 수지에 의해 덮어도 된다. 또 다른 양태에서는, 제1 리드가 제1 금속 전극과 정확히 겹치고(coverlap), 경화성 수지가 제1 리드의 적어도 일부분, 바람직하게는 전체를 덮도록 경화성 수지를 도포한다. 또한, 제2 리드의 이면측(즉, 노출되어 있는 측)은, 경화성 수지에 의해 덮여지지 않도록 한다. 다른 양태에서는, 제2 리드의 접속 영역 이외의 부분의 이면측은, 필요한 경우, 적어도 부분적으로 수지에 의해 덮여져 있어도 된다.

또한, PTC 소자의 제1 리드 상에도 경화성 수지를 도포하는 경우, 도포한 수지 때문에 제1 리드가 그 기능을 할 수 없는 경우에는, 공정 (4) 후에, 제1 리드 상의 경화 수지를 제거(예를 들면 연마, 절삭)하여, 제1 리드의 적어도 일부분을 노출시키는 공정을 추가적으로 실시하여도 된다. 또한, 제1 리드의 일부분에만 수지가 도포되고, 그 수지를 제거할 필요가 없는 경우에는, 경화 수지를 제거하는 공정은 반드시 필요하지는 않다.

본 발명은, 바람직하게는 상술한 본 발명의 PTC 디바이스의 제조 방법에 의해 얻어지는 PTC 디바이스도 제공한다.

따라서, 제2 요지에서, 본 발명은,

PTC 소자의 제1 금속 전극에 전기적으로 접속된 제1 리드, 및 PTC 소자의 제2 금속 전극에 전기적으로 접속된 제2 리드를 갖고 이루어지는 PTC 디바이스로서,

제1 리드는, PTC 소자의 제1 금속 전극의 적어도 일부분을 덮는 커버 영역을 갖고,

제2 리드는, PTC 소자의 저면부를 덮는 제1 영역 및 제1 영역의 주위로부터 외향으로 연장되는 제2 영역을 갖고, 제2 영역에서는, 그 연부 또는 단부를 접속 영역으로 하고, 제1 영역과 접속 영역과의 사이에 간극부가 존재하고, 제1 영역이 PTC 소자의 저면부를 덮도록, 제2 리드가 제2 금속 전극에 접속되고,

적어도 PTC 소자의 측면이(경화성 수지가 경화됨으로써 얻어짐) 수지 코팅에 의해 덮여져 있는(단, 접속 영역은 노출된 상태임, 즉, 수지 코팅에 의해 덮여져 있지 않음) 것을 특징으로 하는 PTC 디바이스를 제공한다. 이 PTC 디바이스에서는, 적어도 PTC 요소의 노출측면은 수지 코팅에 의해 덮여지고, 접속 영역은 수지 코팅에 의해 덮여져 있지 않다.

본 발명에서, 제1 리드가 갖는 「커버 영역」이란, PCT 소자의 제1 금속 전극과 접촉하여 그것을 덮는 영역이며, 또한, 제2 리드가 갖는 「접속 영역」이란, PTC 디바이스를 소정의 전기 요소(예를 들면, 다른 리드, 2차 전지의 밀봉구체의 전극, 소정의 회로 등)에 전기적으로 접속할 때에, 그 접속을 위해 이용할 수 있는 영역을 의미한다. 보다 구체적으로는, 「접속 영역」이란 PTC 디바이스의 소정의 전기 요소에의 납땜에 이용할 수 있는 영역(즉, 제2 리드의 일부분이며, 그 일부분과 전기 요소와의 사이에서 땜납을 개재할 수 있는 영역), 또는 PTC 디바이스의 소정의 전기 요소에의 저항 용접(스폿 용접)(또는 레이저 용접)에 이용할 수 있는 영역(즉, 제2 리드의 일부분이며, 그 일부분과 전기 요소와의 사이에서 저항 용접하기 위해, 전극핀의 선단을 위치 결정할 수 있는 영역)을 의미한다. 따라서, 「접속 영역」의 적어도 한쪽측에 수지 코팅이 존재하면, 소정의 전기 요소에의 납땜, 저항 용접 등에 의한 접속 시에, 악영향을 가져올 가능성이 있으므로, 「접속 영역」의 양측(즉, 표면측 및 이면측)에는, 수지 코팅이 존재하지 않는다. 따라서, 「접속 영역」이란, 제2 리드의 표면측 및 이면측이 노출 상태에 있는 연부 또는 단부라고 할 수 있다.

제1 영역과 접속 영역과의 사이의 영역에 대해서는, 제1 영역에 인접하는, 접속 영역의 부분 상에, 경화성 수지(본 발명의 방법에서 경화 전의 경우) 또는 수지 코팅(본 발명의 방법에서 경화 후의 경우, 혹은 본 발명의 디바이스의 경우)이 존재한다(즉, PTC 소자의 측면을 덮는 경화성 수지 또는 수지 코팅이, 제1 영역에 인접하는, 제2 영역의 일부분 상에, 적어도 경화성 수지 또는 수지 코팅의 두께 분만큼 존재한다). 또한, 그 일부분으로부터 제2 영역의 단부 또는 연부를 향하여 경화성 수지 또는 수지 코팅이 제2 영역 상에 연장되어도 된다. 즉, 그 일부분은 제1 영역으로부터 외향으로 연장되는 영역이며, 최대한, 접속 영역의 바로 앞까지를 의미한다. 따라서, 제1 영역과 접속 영역과의 사이의 전체 영역 상에 수지가 존재하여도 된다.

본 발명에서 제2 리드는, 제1 영역(따라서, PTC 소자)과 접속 영역과의 사이에 간극부를 갖는다. 간극부는, 하나의 양태에서는 열린(open) 슬릿 형태(도 1 참조)이며, 다른 형태에서는 닫힌(closed) 슬릿형(도 2 참조)이다. 전자의 형태는, 제2 리드의 제1 영역으로부터 제2 영역이 반도 형상(peninsula)으로 연장되고, 그 결과, 반도와 제1 영역에 의해 간극으로서의 후미 형상 부분(bay-like section)이 형성되는 것을 의미한다. 후자의 형태는, 제2 리드의 제1 영역과 접속 영역과의 사이에 가늘고 긴 호수부(또는 가늘고 긴 호수 형상부)가 간극으로서 존재하고, 호수부(elongated inland sea-like section)의 양단부에서 제1 영역과 접속 영역이 연결된 상태로 되어 있는 것을 의미한다. 가장 넓은 개념에서, 본 발명의 간극부는 PTC 소자의 측방에 위치하고, 그에 의해 접속 영역을 PTC 소자로부터 이격(separated)하는 공간부이며, 그와 같은 공간부가, PTC 소자에 공급된 경화성 수지가 접속 영역을 향하는 흐름을 차단한다.

본 명세서에서, 후에 이용하는 「윤곽」이란 용어는, 대상으로 되는 요소의 외주부를 의미한다. 또한, 윤곽이 「내측에 위치한다」, 「외측에 위치한다」, 혹은 「겹친다」라고 하는 경우, 도 4에 도시한 바와 같이, PTC 디바이스의 평면도를 참조하여 생각하는 것으로 한다. 즉, 리드, 금속 전극, PTC 요소의 두께를 무시하는 것으로 한다.

따라서, 「제1 리드의 윤곽」이란 용어는, 제1 리드를 규정하는 외주부를 의미하고, 이 윤곽은 제1 금속 전극의 외주부에 정확히 겹치거나, 혹은 그것보다 내측에 존재한다. 바꿔 말하면, 제1 리드의 윤곽은, 그 일부분이어도 제1 금속 전극의 외측에는 존재하지 않는다.

「제2 리드의 윤곽」이란 용어는, 제2 리드를 규정하는 외주부를 의미하고, 이 윤곽은, PTC 소자의 저면의 윤곽의 외측에(따라서, 제2 금속 전극의 윤곽의 외측에) 존재하고, 제2 금속 전극의 윤곽의 내측에는 존재하지 않는다. 따라서, 제2 금속 전극의 윤곽이 제2 리드의 제1 영역을 규정하고, 제2 금속 전극의 윤곽(즉, 주위)으로부터 외향으로 연장되는 영역이 제2 영역을 구성한다.

또한, 경화성 수지는, PTC 요소의 도전성 필러의 산화를 방지하기 위해 PTC 디바이스에서 사용하는 것이 알려져 있는 어느 기지의 액상의 수지이어도 된다. 또한, 액상의 수지란 상술한 바와 같이, PTC 소자의 측면 상에 수지를 공급하면 제2 리드 상에서 확산되기 쉬우므로, 본 발명의 간극부가 존재하지 않는 경우에는, 적절한 접속 영역을 형성하는 것이 용이하지 않은 수지인 것을 의미한다.

경화성 수지가 본래 액상이 아닌 경우에는, 용제에 의해서 희석 또는 분산된 액상의 것이 상술한 바와 같은 수지인 경우에 본 발명이 유용하다. 경화성 수지는, 필요에 따라서 다른 첨가제(예를 들면 경화제, 경화 촉진제 등)를 포함하여도 된다. 경화성 수지의 경화는, 그 종류에 따라서 어느 적당한 방법에 의해 실시하여도 되고, 예를 들면 자외선, 전자선, 가열 등에 의해 경화할 수 있다. 특히 바람직한 수지는, 열 경화성 수지이다.

또한, 본 발명은, 상술 및 후술하는 바와 같은 본 발명의 PTC 디바이스를 갖고 이루어지는 전자 부품 또는 전기 부품(예를 들면 전지의 밀봉구체, Ta 컨덴서 등), 또한, 그와 같은 부품을 이용한 전기 장치 또는 전자 장치도 제공한다. 그와 같은 장치로서는, PTC 디바이스를 회로 보호 장치로서 이용한 전지팩(특히 2차 전지팩), 모터, USB 회로 등을 예시할 수 있다.

본 발명의 방법에서는, PTC 소자의 측방에 제2 리드의 간극부가 위치하므로, 산화 방지 수지 코팅을 형성하기 위해 PTC 소자에 공급된 경화성 수지가, 제2 리드의 단부 또는 연부를 향하여 흐르는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 경화성 수지가 제2 리드의 단부 또는 연부에까지 흘러 적절한 접속 영역의 형성이 저해(obstruct)되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 PTC 디바이스를 상면도(도 1의 (a)) 및 단면도(도 1의 (b))에 의해 모식적으로 도시하는 도면.
도 2는 다른 양태의 본 발명의 PTC 디바이스를 상면도(도 2(a)) 및 단면도(도 2(b))에 의해 모식적으로 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 PTC 디바이스를 설치한 밀봉구체의 상면도(도 3의 (a)) 및 종래의 PTC 디바이스를 설치한 밀봉구체의 상면도(도 3의 (b))에 의해 모식적으로 도시하는 도면.
도 4는 종래의 PTC 디바이스를 상면도(도 4의 (a)) 및 단면도(도 4의 (b))에 의해 모식적으로 도시하는 도면.
<부호의 설명>
10 : PTC 디바이스
12 : PTC 소자
14 : 제1 리드
16 : 제2 리드
18 : PTC 요소
20 : 제2 금속 전극
22 : 제1 금속 전극
24 : 제1 영역
26 : 제2 영역
28 : 제1 금속 전극의 윤곽
30 : 제2 금속 전극의 윤곽
32 : 제1 리드의 윤곽
34 : 제2 리드의 윤곽
38 : 접속 영역
40 : 주연 영역
50 : 경화성 수지 또는 수지 코팅
60 : 후미부
70 : 호수부
100 : PCT 디바이스
102 : PTC 요소
104, 106 : 금속 전극
108 : PTC 소자
110, 112 : 리드
114 : 수지 코팅
116 : 수지 커버
200 : 밀봉구체(sealing cap)
202 : 음극 단자
204 : 보호 회로 기판
206 : 리드
208 : 전자 부품
210 : 정극(anode)
212 : 리드
214 : 안전 밸브

도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 도 1에, 본 발명의 PTC 디바이스(10)의 상면도(도 1의 (a)) 및 상면도의 A-A'에 따른 단면도(도 1의 (b))를 모식적으로 도시한다. PTC 디바이스(10)는, PTC 소자(12) 및 그 상면에 배치된 제1 리드(14) 및 그 하면에 배치된 제2 리드(16)를 갖고 이루어진다. 그리고 PTC 소자(12)는, 그 상면을 구성하는 제1 금속 전극(22) 및 하면을 구성하는 제2 금속 전극(20), 및 이들에 끼워진 PTC 요소(18)에 의해 구성되어 있다.

PTC 소자(12)의 제1 리드(14)에 의해 덮여져 있지 않은 제1 금속 전극의 일부분, 및 제1 리드의 두께 부분 및 PTC 소자(12)의 측면부(이들을 도 1의 (b)에서 영역 S로 나타냄)는, 경화성 수지가 경화됨으로써 형성된 수지 코팅(50)에 의해 덮여져 있다. 또한, 도 1의 (a)에서는, 수지 코팅(50)을 사선부에 의해 나타내고 있다.

도시한 양태에서는, PTC 소자(12)의 금속 전극(20, 22) 및 이들에 끼워진 PTC 요소(18)는, 두께가 다르지만 실질적으로 같은 형상이다. 따라서 도 1의 (a)에서는, 제1 금속 전극(22)의 윤곽(28)과 제2 금속 전극(20)의 윤곽(30)은 겹치고, 또한, PTC 소자(12)의 윤곽도 이들에 겹친다. 제1 금속 전극 상에 배치된 제1 리드(14)는, 제1 금속 전극(22)의 일부분을 덮고, 그 상면이 전부 노출되어 있다. 따라서, 제1 리드(14)의 윤곽(32)은, 제1 금속 전극의 윤곽(28)과 부분적으로(윤곽(28)의 좌우측에서) 겹치고, 다른 부분의 윤곽(32)의 내측에 존재한다. 즉, 제1 금속 전극의 윤곽(28)의 외측에는 위치하지 않는다.

제2 리드(16)의 윤곽(34)은, 그 전체가 제2 금속 전극(20)의 윤곽(30)의 외측에 위치한다. 따라서, 제2 리드(16)는 제2 금속 전극(20)의 주연에서 이에 바로 인접하는 영역(예를 들면 도 1의 (a)에서 「→40←」으로 나타내는 영역, 주연 영역(40)이라고도 칭함)도 갖는다. 이와 같은 영역은, 경화성 수지를 도포하였을 때에 경화성 수지를 지지하는 기능을 갖는다.

도시한 양태에서는, 제2 리드(16)는, PTC 소자(12)의 저면을 덮는 제1 영역(24) 및 거기서부터 외향으로 연장되는 제2 영역(26)에 의해 구성되어 있다. 제2 영역은, 제1 영역의 주연부에 인접하여 거기서부터 외향으로 연장되는 주연 영역(40)을 포함한다. 또한, 제1 영역(24)은, PTC 소자(12)의 저면의 하방에 위치하는 영역만을 구성하므로, 도 1의 (a)에서, 도시한 바와 같이 좌우 방향의 부분(26) 외에, 상하 방향에서도 PTC 소자(12)의 외측에는 제2 영역을 구성하는 부분이 존재하는 것은 물론이다.

상술한 바와 같이 제2 리드(16)의 연부 또는 단부(즉, PTC 소자로부터의 연면 거리(creepage distance, 절연 물질 표면을 따른 도전 부재 상호간의 최단 거리가 긴 영역)이며, 수지 코팅(50)으로 덮여져 있지 않은 영역(38)은, 리드가 그대로 노출되어 있으므로, PTC 디바이스를 다른 전기 요소에 전기적으로 접속하기 위해 이용할 수 있다. 예를 들면, 영역(38)의 하방에 접속해야 할 전기 요소(예를 들면 다른 리드, 패드, 콘택트, 배선의 일부분 등)를 배치하여, 영역(38)에 전극핀을 꽉 누름으로써 이들을 저항 용접할 수 있다. 따라서, 그와 같은 영역(38)을 본 명세서에서는 접속 영역이라고 부른다.

이와 같은 접속 영역(38)을 확보할 수 있는 것은, 예를 들면 PTC 소자에 경화성 수지를 솔질에 의해 공급하여도, 제2 리드가 간극부로서의 후미부(60)를 규정하고 있기 때문이다. 도면에서 이해할 수 있는 바와 같이, 후미부(60)는, 제2 리드의 접속 영역(38)과 제2 리드의 주연 영역(40)과의 사이에 규정되어 있다. 바꿔 말하면, 제2 리드는 주연 영역(40)으로부터, 보다 상세하게는, 그 연부로부터 L자 형상으로 돌출되어 연장되는 L자 영역을 갖고, L자 영역의 선단부 부근이 접속 영역(38)을 구성한다.

이와 같이 간극부를 갖는 제2 리드를 사용하여 PTC 디바이스를 구성하면, 산화 방지용의 경화성 수지를 PTC 소자(12)의 상면에 위치하는 제1 리드에 공급하여도, 거기에 공급된 경화성 수지는 접속 영역(38)을 향하여 직접 흐를 수 없고, 제1 리드 상으로부터 흘러 내린다고 해도 도 1의 (a)의 사선부로 나타낸 바와 같이, 제1 영역에 L자 부분이 접속되어 있는 부분 부근에서, 혹은 그것보다 약간 전방의 L자의 각(角) 부분에서 흐름이 멈추어, 접속 영역을 확보하는 것이 가능하게 된다.

상술한 바와 같은 본 발명의 PTC 디바이스는, PTC 소자를 준비하여, 상술한 바와 같이,

(1) PTC 소자(12)의 제1 금속 전극(22)에 제1 리드(14)를 전기적으로 접속하는 공정,

(2) PTC 소자(12)의 제2 금속 전극(20)에 제2 리드(16)를 전기적으로 접속하는 공정,

(3) PCT 소자(12)의 적어도 측면부를 덮도록, 경화성 수지(50)를 PTC 소자에 도포하는 공정, 및

(4) 경화성 수지를 경화하는(그에 의해 수지 코팅(50)을 형성하는) 공정

을 포함하여 이루어진다. PTC 소자에 대해서는, 앞서 설명한 대로 공지의 소자를 사용할 수 있다. 제2 리드에 대해서도, 앞서 설명한 바와 같다.

공정 (1)에서, 제1 리드(14)는, PTC 소자의 제1 금속 전극(22)의 적어도 일부분을 덮는(도 1에 도시한 양태에서는, 일부분을 덮는) 커버 영역을 갖는다. 따라서, 제1 리드의 윤곽(32)은, 제1 금속 전극의 윤곽(28)과 겹치거나, 혹은 그 내측에 존재하게 된다. 도 1에 도시한 양태에서는, 제1 리드의 윤곽의 일부분(도면에서는 수직으로 도시되는 부분)이 제1 금속 전극의 윤곽에 겹치고, 그 밖의 부분은 제1 금속 전극의 윤곽의 내측에 존재한다.

공정 (2)에서, 제2 리드(16)는, 상술한 바와 같이, PTC 소자의 저면부를 덮는 제1 영역(24) 및 제1 영역의 주위로부터 외향으로 연장되는 제2 영역(26)을 갖는다. 따라서 제2 리드의 윤곽(34)은, 제2 금속 전극의 윤곽(30)의 외측에 위치한다. 제2 영역은, 그 연부 또는 단부에서 소정의 전기 요소에의 접속 영역(38)을 구성한다. 또한, 제1 영역과 접속 영역과의 사이에 간극부(60)가 존재하고, 제2 리드의 제2 금속 전극에의 접속은, 제1 영역(24)이 PTC 소자의 저면부로 된다. 따라서, 제2 금속 전극(20)의 전체를 덮도록 실시한다.

공정 (3)에서 경화성 수지의 도포는, 도포 후의 상태에서, 제2 리드의 접속 영역(38)의 하면 상에는 경화성 수지가 존재하지 않도록 실시한다. 단, 제1 리드에 대해서는, 그 전체를 덮어도 되고, 다른 양태에서는, 일부분만을 덮어도 된다. 도 1의 (b)에서는, 제1 리드의 전체를 경화성 수지(50)가 덮는 모습을 파선으로 도시하고 있다. 경화 후에서는, 제1 리드(14)의 상측에 위치하는 경화된 수지를 제거하여, 제1 리드(14)를 노출시켜 소정의 전기 요소에의 접속을 가능하게 한다.

경화성 수지의 도포는, 어느 적당한 방법에 의해 실시하여도 되고, 예를 들면 솔질, 천칠, 스프레이, 디스펜스 등의 방법에 의해 실시한다. 이 경우, 도포해야 할 개소는 PTC 소자(12)의 적어도 측면부이며, 추가적으로 PTC 소자에 접속한 제1 리드 및 이러한 제1 리드가 존재하는 경우에는, PTC 소자의 제1 금속 전극의 노출부의 적어도 일부분 상에도 경화성 수지를 도포하여도 된다. 도시한 양태에서는, PTC 소자의 측면부 외에, (파선으로 나타낸 바와 같이)제1 리드의 전체, 제1 금속 전극의 노출부, 및 제2 리드의 제1 영역에 인접하는, 제2 영역의 부분에 경화성 수지를 도포하고 있다(도 1의 (a)에서 사선으로 나타내는 영역. 단, 제1 리드에 대해서는 상술한 바와 같이 경화 후 제거하고 있으므로 사선을 긋지 않았다).

경화성 수지의 도포 시에서는, 제2 리드에 대해서는, 가능한 한 제1 영역에 인접하는, 제2 영역의 부분에만 도포하는 것이 바람직하다. 접속 영역에 대해서는, 경화성 수지를 도포하지 않도록 실시한다. 예를 들면 솔의 폭, 혹은 도포하는 방향(예를 들면 도 1의 (a)에서, 좌측 위로부터 우측 아래를 향하여 경사 방향으로 도포함), 솔이 포함하는 수지의 양 등을 적절하게 선택함으로써 접속 영역에 수지가 도포되지 않도록 할 수 있다. 다른 양태에서는, 접속 영역으로 해야 할 개소를 마스킹하여 다른 영역에만 경화성 수지를 도포하여도 된다.

상술한 바와 같이, 도포한 후, 경화성 수지를 경화하여 수지 코팅을 형성한다. 경화는 사용하는 수지에 따라서, 열, 광, 방사선 등을 이용하여 실시할 수 있다. 경화 후, 필요한 경우는 불필요한 수지를 제거한다. 예를 들면, 제1 리드 상의 수지 코팅을 제거하여, 제1 리드를 노출시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 PTC 디바이스의 다른 양태를, 도 1과 마찬가지로, 상면도 및 단면도에 의해 도 2에 모식적으로 도시한다. 도시한 양태는, 제2 리드(16)의 형태가 다른 것을 제외하고 실질적으로 도 1에 도시한 양태와 마찬가지이다. 도 2의 양태에서는, 제2 리드(16)가 가늘고 긴 호수부(70)를 간극부로서 갖는다. 이 호수부(70)는, 제2 리드(16)의 제1 영역(24)에 인접하는, 제2 리드의 주연 영역(40)과 제2 리드(16)의 접속 영역(38)과의 사이에 존재하고, 호수부(70)의 양단부 부근에서 제2 리드의 주연부(40)와 접속 영역(38)이 연결되어 있다. 달리 표현을 하면, 제2 리드의 주연부(40)로부터 「コ」자 형상(도시한 양태에서는 「コ」자의 다리(「―」부가 짧은 상태임)으로 제2 영역이 연장되고, 「コ」자의 다리 사이에 위치하여 이들을 연결하는 기초부(「|」의 부분)이 접속 영역(38)을 구성하고 있다.

도시한 양태에서도, 주연 영역(40)에 인접하여 간극부(70)가 존재하기 때문에, 경화성 수지를 PTC 소자의 측면부에 도포할 때에, 여분의 수지가 PTC 소자에 도포되었다고 하여도, 여분의 수지는 호수부(70)를 가로질러 접속 영역(38)에 도달하는 일은 없다. 즉, 다른 전기 요소와의 접속에 바람직한 상태의 접속 영역(38)을 확보할 수 있다.

도 1에 도시한 본 발명의 PTC 디바이스(10)를 2차 전지의 밀봉구체(200)의 음극 단자(202)에 부착한 모습을, 그 평면도로써 모식적으로 도 3의 (a)에 모식적으로 도시한다. 또한, 비교를 위해, 도 4에 도시한 PTC 디바이스(100)를 밀봉구체(200)의 음극(202)에 부착한 모습을 도 3의 (b)에 도시한다.

도시한 양태에서는, 밀봉구체에 PTC 디바이스를 부착하고, PTC 디바이스(10 또는 100)에 보호 회로 기판(204)을 리드(206)에 의해 접속하고 있다. 보호 회로 기판(204)에는, 소정의 전자 부품(208)이 탑재되고, 또한, 소정의 전기 배선(도시 생략)이 형성되고, 이들이 PTC 디바이스와 함께 보호 회로를 형성한다. 또한, 도시한 양태에서는, 밀봉구체(200)의 다른 개소(정극으로서 작용하는 개소(210))가 다른 리드(212)에 의해 보호 회로 기판(204)에 접속되어 있다. 또한, 밀봉구체(200)는 안전 밸브(214)도 갖는다.

도 3으로부터 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 PTC 디바이스(10)는 보다 콤팩트한 형태이므로, PTC 디바이스를 밀봉구체의 음극 단자(202) 상에, 예를 들면 저항 용접에 의해 직접 접속할 수 있다. 또한, 도면에서, 작은 검은 동그라미는 저항 용접 시에 전극핀을 위치 결정한 포인트를 나타낸다. 본 발명의 PTC 디바이스의 접속 영역(38)에 전극핀을 배치하여 PTC 디바이스(10)를 밀봉구체의 음극 단자(202)에 접속할 수 있다. 또한, 밀봉구체에 접속한 본 발명의 PTC 디바이스(10)의 제1 리드에 리드(206)를 마찬가지로 저항 용접하여, 보호 회로 기판(204)과 PTC 디바이스(10)를 접속할 수 있다. 도면에서 명백한 바와 같이, 본 발명의 PTC 디바이스(10)를 음극 단자(202) 상에 접속할 수 있기 때문에, 밀봉구체(200)의 음극 단자의 측방 영역(도면에서는 우측의 영역)은 빈 상태로 되고, 여러 가지의 다른 용도로 이용할 수 있다. 예를 들면, 다른 전자 부품 및/또는 다른 배선을 설치하여, 보호 회로 설계에 부가적인 기능을 부여할 수 있거나, 혹은 보호 회로에 접속되는 다른 회로를 설치하거나 할 수 있어, 회로 설계의 자유도가 확대된다. 또한, 빈 영역은 PTC 소자(12)로부터 떨어져 있으므로, 그와 같은 개소에 발열하는 전자 부품을 설치할 수 있어, 그에 의해서도, 회로 설계의 자유도가 높아진다.

이에 대해 종래의 PTC 디바이스(100)를 밀봉구체(200)에 접속하는 경우, 밀봉구체의 음극 단자(202)에 리드(110)를 접속하게 되므로, PTC 소자(108) 자체는 밀봉구체의 음극 단자(202) 상이 아니라, 거기서부터 가로 방향으로 어긋난 개소에 위치하게 된다. 따라서, 밀봉구체의 상측 표면의 상당 부분을 PTC 디바이스가 차지하게 된다. 상술한 바와 같은 다른 용도에 이용할 수 있는 영역은 존재하지 않는다.

또한, 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이 본 발명의 PTC 디바이스(10)는, 밀봉구체(200)의 음극 단자(200)의 바로 위에 위치한다. 2차 전지에서 이상 충전 또는 이상 방전 시에 특히 고온으로 되기 쉬운 개소는, 음극이라고 불리어지고 있다. 그와 같은 음극의 바로 위(즉, 음극 단자상)에 본 발명의 PTC 디바이스를 배치함으로써, 이상 발생에 의한 고온의 검지의 감도를 보다 향상시킬 수 있다. 도 3의 (b)의 양태에서는, 음극 단자로부터 상대적으로 먼 개소에, 또한, 절연판으로서의 수지 커버(116)를 통하여, PTC 디바이스를 배치하게 되므로, 이상 발생에 의한 고온의 검지에 대한 감도는, 도 3의 (a)의 경우보다 떨어지게 된다.

도 3의 2개의 양태를 비교하면 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 PTC 디바이스는, 종래의 PTC 디바이스보다도 콤팩트하다. 따라서, 이와 같이 콤팩트하게 된 부분만큼 다른 용도에 이용할 수 있는 영역 또는 공간이 생겨, 그 결과, 전기 또는 전자 장치를 보다 콤팩트하게 할 수 있다.

Claims (11)

1. PTC 소자의 제1 금속 전극에 전기적으로 접속된 제1 리드, 및 PTC 소자의 제2 금속 전극에 전기적으로 접속된 제2 리드를 갖고 이루어지는 PTC 디바이스로서,
   제1 리드는, PTC 소자의 제1 금속 전극의 적어도 일부분을 덮는 커버 영역을 갖고,
   제2 리드는, PTC 소자의 저면부를 덮는 제1 영역 및 제1 영역의 주위로부터 외향으로 연장되는 제2 영역을 갖고, 제2 영역은 그 연부 또는 단부에서 접속 영역을 구성하고, 제1 영역과 접속 영역과의 사이에 간극부가 존재하고, 제1 영역이 PTC 소자의 저면부를 덮도록, 제2 리드가 제2 금속 전극에 접속되고,
   적어도 PTC 소자의 측면이 수지 코팅에 의해 덮여져 있고,
   상기 간극부는 개방을 유지하고 있는
   것을 특징으로 하는 PTC 디바이스.
2. 제1항에 있어서,
   접속 영역은, 소정의 전기 요소에의 접속을 위해 수지 코팅에 의해서 덮여져 있지 않은 PTC 디바이스.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   간극부의 형상은, 열린 슬릿 형태인 PTC 디바이스.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   간극부의 형상은, 닫힌 슬릿 형태인 PTC 디바이스.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   제2 리드의 제1 영역의 주위에 위치하는 주연 영역은, 도포된 경화성 수지를 지지하는 기능을 갖는 PTC 디바이스.
6. PTC 소자 및 그것에 접속된 리드를 갖고 이루어지는 PTC 디바이스의 제조 방법으로서,
   (1) PTC 소자의 제1 금속 전극에 제1 리드를 전기적으로 접속하는 공정,
   (2) PTC 소자의 제2 금속 전극에 제2 리드를 전기적으로 접속하는 공정,
   (3) PTC 소자의 적어도 측면부를 덮도록, 경화성 수지를 PTC 소자에 도포하는 공정, 및
   (4) 경화성 수지를 경화하는 공정
   을 포함하여 이루어지고,
   공정 (1)에서, 제1 리드는, PTC 소자의 제1 금속 전극의 적어도 일부분을 덮는 커버 영역을 갖고,
   공정 (2)에서, 제2 리드는, PTC 소자의 저면부를 덮는 제1 영역 및 제1 영역의 주위로부터 외향으로 연장되는 제2 영역을 갖고, 제2 영역은 그 연부 또는 단부에서 접속 영역을 구성하고, 제1 영역과 접속 영역과의 사이에 간극부가 존재하고, 제2 리드의 제2 금속 전극에의 접속은, 제1 영역이 PTC 소자의 저면부를 덮도록 실시하고,
   공정 (3)은, 경화성 수지를 도포한 후의 상태에서, 제2 리드의 접속 영역 상에는 경화성 수지가 존재하지 않고 상기 간극부는 개방을 유지하고 있도록 실시되는
   것을 특징으로 하는, PTC 디바이스의 제조 방법.
7. 제6항에 있어서,
   경화성 수지는, 제1 리드 및 노출되어 있는 제1 금속 전극의 전체를 덮도록 도포되고,
   경화성 수지의 경화 후, 경화된 수지의 일부분을 제거하여 제1 리드의 적어도 일부분을 노출시키는 공정을 더 포함하는, PTC 디바이스의 제조 방법.
8. 제1항 또는 제2항에 기재된 PTC 디바이스를 갖고 이루어지는 전기 전자 부품.
9. 제8항에 있어서,
   부품은 2차 전지용 밀봉구체인 전기 전자 부품.
10. 제8항에 기재된 전기 전자 부품을 갖고 이루어지는 전기 전자 장치.
11. 제10항에 있어서,
    장치는 2차 전지팩인 전기 전자 장치.

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