KR102420215B1 - 리드탭 제조 방법 및 리드탭 제조에 활용되는 금형 - Google Patents

리드탭 제조 방법 및 리드탭 제조에 활용되는 금형 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이차전지에 활용되는 리드탭을 제조하기 위한 방법 및 리드탭 제조에 활용되는 금형에 관한 것이다. 본 발명은 금속 리드를 제조하는 단계, 제1절연 필름, 상기 금속 리드 및 제2절연 필름을 순서대로 오버랩 시킨 후, 하부 금형 상에 위치시키는 단계, 소정 온도 조건에서 상부 금형을 하강시켜 상기 제1절연 필름, 상기 금속 리드 및 상기 제2절연 필름을 가압하여 기포를 제거하는 단계, 상기 금속 리드를 상기 소정 온도보다 높은 온도로 가열하여, 상기 제1 및 제2절연 필름을 상기 금속 리드 상에 열 융착 시키는 단계 및 상기 상부 금형을 하강시켜 상기 제1절연 필름, 상기 금속 리드 및 상기 제2절연 필름을 가압하는 단계를 포함하고, 상기 상부 금형 및 상기 하부 금형 각각은, 상기 제1 및 제2절연 필름의 변형을 제한하도록 이루어지는 스토퍼를 구비하는 것을 특징으로 하는 리드탭의 제조 방법을 제공할 수 있다.

Description

리드탭 제조 방법 및 리드탭 제조에 활용되는 금형{METHOD FOR PRODUCING LEAD TAB AND MOLD USED FOR MANUFACTURING LEAD TAB}
본 발명은 이차전지에 활용되는 리드탭을 제조하기 위한 방법 및 리드탭 제조에 활용되는 금형에 관한 것이다.
도 1과 같이, 리튬 이온전지 및 리튬 폴리머 이차전지(100)는 셀룰러폰, 노트북 컴퓨터 등 전자기기 분야에 널리 사용되고 있으며, 최근에는 대용량 전지가 사용되는 전기자전거, 하이브리드 자동차(HEV), 전기자동차(EV), 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV), 및 에너지 저장장치(ESS) 등의 용도로써 그 사용이 증가되고 있다.
소용량 전지에서 대용량 전지로 용량이 점차적으로 증가하면서, 결합되는 단전지의 수가 늘어나고, 그에 맞춰 전류의 양도 증가되어 리드탭(110)의 절연성이 중요한 요소가 되고 있다. 특히 리드탭(110)과 전지 케이스와의 높은 절연저항이 요구되고 있는 실정이다.
최근 산업용, 전기자동차용, 에너지 저장장치용 등의 적용 목적으로 제조되는 대용량의 대형 전기화학소자의 경우, 직/병렬 연결 구조에 따라 전압, 전류량이 매우 높은 구조를 가지게 되며, 높은 전류량을 감당하기 위해 금속 리드의 요구 두께가 점점 증가하고 있는 추세이다.
한편, 도 2를 참조하면, 현재 통상적으로 사용되고 있는 리드탭은, 폴리머 필름층(212)을 금속 리드(211)의 상부면에 열 융착함으로써 제조된다. 금속 리드의 두께가 증가할 경우, 금속 리드 말단에 필름의 열 융착이 잘 일어나지 않아 금속 리드와 절연 필름 사이에 공극(void)가 발생될 수 있다. 금속 리드와 절연 필름 사이에 공극이 발생되는 경우, 전지 내부 구성 물질이 외부로 유출될 위험성이 있으며, 전지 내구성에 심각한 영향을 줄 수 있다.
이에, 일정 두께 이상의 금속 리드에 절연 필름을 열 융착할 때, 금속 리드와 절연 필름간 공극이 발생되지 않도록 하는 기술에 대한 니즈가 존재한다.
본 발명의 일 목적은 금속 리드 표면에 절연 필름을 열 융착할 시 발생되는 공극을 최소화하기 위한 리드탭 제조 방법 및 리드탭 제조를 위한 금형 구조를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 일 목적은 금속 리드 표면 상에 절연 필름이 일정한 크기로 열융착될 수 있도록 하기 위한 리드탭 제조 방법 및 리드탭 제조를 위한 금형 구조를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 금속 리드를 제조하는 단계, 제1절연 필름, 상기 금속 리드 및 제2절연 필름을 순서대로 오버랩 시킨 후, 하부 금형 상에 위치시키는 단계, 소정 온도 조건에서 상부 금형을 하강시켜 상기 제1절연 필름, 상기 금속 리드 및 상기 제2절연 필름을 가압하여 기포를 제거하는 단계, 상기 금속 리드를 상기 소정 온도보다 높은 온도로 가열하여, 상기 제1 및 제2절연 필름을 상기 금속 리드 상에 열 융착 시키는 단계 및 상기 상부 금형을 하강시켜 상기 제1절연 필름, 상기 금속 리드 및 상기 제2절연 필름을 가압하는 단계를 포함하고, 상기 상부 금형 및 상기 하부 금형 각각은, 상기 제1 및 제2절연 필름의 변형을 제한하도록 이루어지는 스토퍼를 구비하는 것을 특징으로 하는 리드탭의 제조 방법을 제공할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 금속 리드는 상기 금속 리드의 중심에 위치하는 중심부 및 상기 중심부의 양끝단에 형성되며, 상기 금속 리드의 양끝단으로 갈수록 두께가 감소하는 엣지부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 상부 금형 및 상기 하부 금형 각각은, 상기 중심부와 오버랩되는 제1면, 상기 제1면의 양끝단에서 형성되며, 상기 제1면과 소정 각도를 이루는 두 개의 제2면을 포함하고, 제1절연 필름, 상기 금속 리드 및 제2절연 필름을 순서대로 오버랩 시킨 후, 하부 금형에 위치시키는 단계에서, 상기 금속 리드는, 상기 중심부가 상기 제1면과 오버랩되고, 상기 엣지부가 상기 제2면과 오버랩되도록 상기 하부 금형 상에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 기포를 제거 하는 단계 및 상기 상부 금형을 하강시켜 상기 제1절연 필름, 상기 금속 리드 및 상기 제2절연 필름을 가압하는 단계는, 상기 상부 금형에 구비된 제2면이 상기 엣지부를 가압하도록 수행될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제2면과 상기 제1면이 이루는 각도는, 상기 엣지부의 일면과 상기 중심부의 일면이 이루는 각도와 소정 범위 이내일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 상부 금형 및 상기 하부 금형 각각은, 상기 제2면의 일단에 형성되는 제3면을 포함하고, 제1절연 필름, 상기 금속 리드 및 제2절연 필름을 순서대로 오버랩 시킨 후, 하부 금형에 위치시키는 단계에서, 상기 제1 및 제2절연 필름은, 상기 제3면 상에서 서로 접촉하도록, 상기 하부 금형 상에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 스토퍼는 상기 제3면 일단에 형성될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 상부 금형을 하강시켜 상기 제1절연 필름, 상기 금속 리드 및 상기 제2절연 필름을 가압하는 단계는, 상기 제1 및 제2절연 필름이 상기 스토퍼에 접촉할때까지 수행될 수 있다.
또한, 본 발명은 중심에 위치하는 중심부, 상기 중심부의 양끝단에 형성되며, 끝단으로 갈수록 두께가 감소하는 엣지부를 포함하는 금속 리드를 활용한 리드탭 제조에 활용되는 금형을 제공할 수 있다. 상기 금형은 상기 중심부와 오버랩되도록 형성되는 제1면, 상기 제1면의 양끝단에서 형성되며, 상기 제1면과 소정 각도를 이루는 두 개의 제2면, 상기 제2면의 일단에 형성되는 제3면 및 상기 제3면 일단에 형성되는 스토퍼를 구비할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 아래와 같은 다양한 효과들을 가진다.
본 발명에 따르면, 금형에 구비된 경사면이 절연 필름을 변형시켜 절연 필름이 금속 리드 측면 전체에 열 융착되도록 할 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 절연 필름을 금속 리드 표면에 열 융착 시킬 때, 금속 리드 측면에 공극이 형성되는 것을 방지할 수 있다.
이와 더불어, 본 발명은 열융착 시 스토퍼가 절연 필름이 과도하게 변형되는 것을 방지할 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 균일한 크기의 리드탭을 제조할 수 있도록 한다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 리드탭을 구비하는 2차전지를 나타내는 개념도이다.
도 2는 2차전지에 사용되는 리드탭의 구조를 나타내는 개념도이다.
도 3은 금속 리드와 절연 필름 사이에 발생되는 공극을 나타내는 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 리드탭 제조 방법을 나타내는 개념도이다.
도 5 내지 7은 본 발명에 따른 리드탭 제조 방법에 활용되는 금형의 구조를 나타내는 개념도이다.
도 8은 금형 사이에 압착된 리드탭을 나타내는 개념도이다.
도 9는 종래 방식에 따라 제조된 리드탭의 측면 사진이다.
도 10은 본 발명에 따른 방법으로 제조된 리드탭의 측면 사진이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 발명에 따른 리드탭 제조 방법에 대하여 설명하기에 앞서, 리드탭에 발생되는 공극(void)에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 3은 금속 리드와 절연 필름 사이에 발생되는 공극을 나타내는 개념도이다.
도 3은 리드탭의 단면을 나타낸다. 도 3을 참조하면, 리드탭은 금속 리드(311)과 절연 필름(312a 및 312b)으로 이루어진다. 절연 필름(312a 및 312b)은 금속 리드(311)의 표면 상에 열 융착된다. 구체적으로, 금속 리드(311)의 상단에는 제1절연 필름(312a)이 열 융착되며, 금속 리드(311)의 하단에는 제2절연 필름(312b)이 열 융착된다.
한편, 제1절연 필름(312a)의 전체 영역 중 금속 리드(311)에 열융착되지 영역과 제2절연 필름(312b)의 전체 영역 중 금속 리드(311)에 열융착되지 영역은 서로 열융착된다.
구체적으로, 제1절연 필름(312a)은 금속 리드(311)의 상면에 열 융착되며, 금속 리드의 일단 및 타단에서 벤딩되어 금속 리드(311)의 측면의 일부에 열 융착된다. 한편, 제2절연 필름(312b)은 금속 리드(311)의 하면에 열 융착되며, 금속 리드의 일단 및 타단에서 벤딩되어 금속 리드(311)의 측면의 일부에 열 융착된다. 한편, 제1 및 제2절연 필름(312a 및 312b)은 금속 리드(311)의 측면에서 한번 더 벤딩되며, 서로 접촉한다.
여기서, 제1 및 제2절연 필름(312a 및 312b)의 두께로 인하여 제1 및 제2절연 필름(312a 및 312b)이 리드 필름의 측면을 완전히 덮지 못하게 된다. 구체적으로, 도 3의 A 영역을 참조하면, 금속 리드(311)의 측면에는 제1 및 제2절연 필름(312a 및 312b)이 금속 리드(311)의 측면에는 공극(330)이 발생될 수 있다.
금속 리드(311)의 두께가 증가할수록 금속 리드의 상면 또는 하면과 두 절연 필름이 서로 접촉하는 면간 높이차가 커지며, 상기 공극의 크기가 커질 수 있다.
상기 공극을 최소화 하기 위해, 금속 리드의 일단 및 타단에 경사 형성하여, 금속 리드의 두께가 일단 및 타단으로 갈수록 감소하도록 할 수 있다. 이에 따라, 금속 리드의 일단 및 타단은 뾰족한 형상을 가지게 된다. 이에 따라, 두 개의 절연 필름이 금속 리드 측면에 열융착되기 쉽도록 한다.
하지만, 금속 리드의 두께가 일정 두께 이상인 경우, 금속 리드의 일단 및 타단을 뾰족하게 제조하더라도, 금속 리드의 일단 및 타단의 두께를 일정 두께 이하로 줄이기 어렵다. 이에, 금속 리드의 두께가 일정 두께 이상인 경우, 절연 필름 열 융착 시 발생되는 공극을 억제하기 어려워진다.
본 발명은 금속 리드의 두께가 일정 두께 이상이더라도 금속 리드 측면에 공극 발생을 억제하면서 절연 필름을 열 융착할 수 있는 리드탭 제조방법을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 제조 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 리드탭 제조 방법을 나타내는 개념도이다.
먼저, 금속 리드를 제조하는 단계가 진행된다.
상기 금속 리드는 상기 금속 리드의 중심에 위치하는 중심부 및 상기 중심부의 양끝단에 형성되며, 상기 금속 리드의 양끝단으로 갈수록 두께가 감소하는 엣지부를 포함할 수 있다.
상기 금속 리드는 양극용으로는 알루미늄 금속, 음극용으로는 구리, 니켈 또는 니켈이 도금된 금속으로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4를 참조하면, 금속 리드(410)는 일정한 두께를 가지며 금속 리드 중심부에 위치하는 중심부(411a) 및 중심부(411a)의 양 끝단에 형성되는 엣지부(411b)를 포함할 수 있다.
엣지부(411b)의 일면은 중심부(411a)의 일면과 소정 각도를 이룰 수 있다. 상기 소정 각도가 클수록 엣지부(411b) 끝단의 두께(또는, 금속 리드의 측면의 두께)가 작아지며, 상기 소정 각도가 작을수록 엣지부(411b) 끝난의 두께가 커질 수 있다.
상기 엣지부(411b)는 평판 형상의 금속 리드의 양 끝단을 식각하여 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 제1절연 필름, 상기 금속 리드 및 제2절연 필름을 순서대로 오버랩 시킨 후, 하부 금형 상에 위치시키는 단계가 수행될 수 있다.
절연 필름은 폴리올레핀계 실란트 필름일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 절연 필름은 절연성을 가지는 열가소성 폴리머로 이루어질 수 있다.
절연 필름은 금속 리드의 일부에만 열 융착된다. 제1절연 필름은 금속 리드의 상단, 제2절연 필름은 금속 리드의 하단에 오버랩되도록 배치된다. 이때, 상기 제1절연 필름, 상기 금속 리드 및 상기 제2절연 필름은 가접착된 상태로 상기 하부 금형 상에 배치될 수 있다.
제1절연 필름과 제2절연 필름은 금속 리드를 사이에 두고 서로 오버랩되도록 배치된다. 제1절연 필름 및 제2절연 필름 각각은 금속 리드의 중심부 및 엣지부와 접하도록 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 제1절연 필름 및 제2절연 필름 각각은 금속 리드의 엣지부와 접촉한 상태로 배치되지 않고, 후술할 가압 단계에서 엣지부와 접촉할 수 있다.
한편, 제1절연 필름의 전체 영역 중 금속 리드와 오버랩되지 않는 영역은 제2절연 필름의 일부와 오버랩될 수 있다. 또한, 제2절연 필름의 전체 영역 중 금속 리드와 오버랩되지 않는 영역은 제1절연 필름의 일부와 오버랩될 수 있다. 금속 리드의 양 끝단에서 제1절연 필름 및 제2절연 필름은 서로 접하게된다.
상기 제1절연 필름, 상기 금속 리드 및 상기 제2절연 필름이 하부 금형 상에 배치된 상태에서, 소정 온도 조건에서 상부 금형을 하강시켜 상기 제1절연 필름, 상기 금속 리드 및 상기 제2절연 필름을 가압하여 기포를 제거하는 단계가 진행될 수 있다.
상기 기포 제거 단계는 소정 온도 조건에서 수행될 수 있다. 이때, 금속 리드 및 절연 필름에 대한 가열은 상부 및 하부 금형을 통해 이루어지거나, 별도의 열원을 통해 이루어질 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 기포 제거 단계는 상기 상부 및 하부 금형을 가열한 상태에서 수행될 수 있다.
다른 일 실시 예에 있어서, 상기 기포 제거 단계는 상기 금속 리드를 가열한 상태에서 수행될 수 있다.
한편, 상기 기포 제거 단계는 상기 금속 리드와 절연 필름 사이, 절연 필름과 절연 필름 사이에 형성되는 기포를 제어하도록 수행된다. 이를 위해, 상기 기포 제거 단계는 절연 필름이 용융되지 않는 온도에서 수행될 수 있다. 바람직하게는, 상기 기포 제거 단계는 150 내지 180℃의 온도에서 수행될 수 있다.
150 내지 180℃ 온도에서 기포 제거를 수행하는 경우, 절연 필름의 유동성이 높은 상태에서 절연 필름에 압력이 가해지기 때문에, 절연 필름과 금속 리드가 접착 상태가되며, 서로 맞닿는 절연 필름 또한 접착 상태가 된다.
다만, 상기 온도에서 절연 필름은 용융되지 않기 때문에 절연 필름과 금속이 완전히 융착되는 않는다.
상기 기포 제거 단계가 종료된 후, 상기 상부 금형은 상측으로 이동한다.
이후, 금속 리드를 상기 기포 제거 단계가 수행된 온도보다 높은 온도로 가열하여, 절연 필름을 금속 리드 상에 열 융착하는 단계가 수행된다.
일 실시 예에 있어서, 상기 열 융착 단계는 금속 리드를 180℃ 이상으로 가열한 상태에서 수행될 수 있다.
한편, 상기 열 융착 단계는 절연 필름 및 금속 리드를 가압하지 않는 상태로 수행된다. 즉, 상기 열 융착 단계에서 상기 상부 금형은 상기 절연 필름 및 금속 리드를 가압하지 않는다.
상기 열 융착 단계에서, 금속 리드가 절연 필름의 용융점 이상으로 가열되며, 상기 절연 필름이 용융됨에 따라 상기 절연 필름이 금속 표면에 열 융착된다.
소정 시간 동안 열 융착 단계를 수행하고, 상기 절연 필름 및 금속 리드를 가압하는 단계가 수행된다.
상기 가압 단계는 별도의 가열 없이 수행될 수 있으나, 상기 열 융착 단계 이후 곧바로 수행되기 때문에, 절연 필름의 적어도 일부가 용융된 상태에서 수행될 수 있다.
상기 가압 단계에서 상기 상부 금형이 하강하여, 상기 절연 필름 및 상기 금속 리드를 가압한다.
한편, 상기 가압 단계는 상술한 공극을 최소화하고, 절연 필름의 변형을 최소화하는 금형을 통해 수행될 수 있다. 이하에서는 본 발명에 따른 리드탭 제조에 활용되는 금형에 대하여 설명한다.
도 5 내지 7은 본 발명에 따른 리드탭 제조 방법에 활용되는 금형의 구조를 나타내는 개념도이다.
도 5 및 6에 도시된 금형은 상부 금형 및 하부 금형의 구조이다. 본 명세서에서, 상부 금형 및 하부 금형 중 어느 하나에 대한 설명은 다른 하나에도 적용될 수 있음은 자명하다.
도 5는 본 발명에 따른 금형의 상면도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 금형은 세 종류의 면을 구비할 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 따른 금형은 제1면(501), 제2면(502a 및 502b) 및 제3면(503a 및 503b)을 구비한다.
상기 가압 단계에서, 상기 제1 내지 3면 각각에는 제1절연 필름 또는 제2절연 필름이 접촉한다. 이하에서는 하부 금형의 관점에서, 제2절연 필름 및 제2절연 필름 상에 위치하는 금속 리드의 구조를 기준으로, 상기 제1 내지 제3면에 대하여 구체적으로 설명한다.
제1면(501) 상에는 금속 리드의 중심부가 위치한다. 금속 리드의 중심부는 일정한 두께를 가지기 때문에 제1면(501)은 상기 중심부와 평행하게 형성될 수 있다.
상기 제1면(501)의 일단 및 타단 각각에는 제2면(502a 및502b)이 형성된다. 제1면(501)의 일단에 형성되는 제2면(502a)과 제1면(501)의 타단에 형성되는 제2면(502b) 각각은 제1면(501)과 일정한 각도를 이룬다.
제2면과 제1면이 이루는 각도는 상기 엣지부의 일면과 상기 중심부의 일면이 이루는 각도와 소정 범위 이내일 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 제2면과 제1면이 이루는 각도는 상기 엣지부의 일면과 상기 중심부의 일면이 이루는 각도와 동일할 수 있다.
상기 가압 단계는, 상기 상부 금형에 구비된 제2면(502a 및502b)이 상기 엣지부를 가압하도록 수행될 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 절연 필름이 금속 리드 측면을 완전히 덮도록 한다.
한편, 제2면(502a 및502b)의 일단에는 제3면(503a 및 503b)이 형성된다. 제3면(503a 및 503b)은 제2면(502a 및502b)의 일단 및 타단 중 제1면(501)과 연결되는 어느 하나와 다른 하나에 형성된다. 즉, 제3면(503a 및 503b)은 제1면(501)의 반대편에 형성된다. 상기 가압 단예에서, 상기 제3면(503a 및 503b) 상에는 금속 리드가 위치하지 않을 수 있다. 구체적으로, 금속 리드는 제1 면(501) 및 제2면(502a 및502b) 상에만 위치하고, 제3면(503a 및 503b) 상에는 위치하지 않을 수 있다.
상기 가압 단계에서, 제3면(503a 및 503b) 상에 두 개의 절연 필름이 위치하며, 제3면(503a 및 503b)은 두 개의 절연 필름을 가압하여, 두 필름이 열 융착되도록 할 수 있다.
상부 금형의 제3면과 하부 금형의 제3면은 서로 중첩된 두 개의 절연 필름을 가압하여, 두 개의 절연 필름이 서로 열 융착되도록 한다.
한편, 금속 리드의 두께가 두꺼운 경우, 상술한 금형이 상술한 제2면 및 제3면을 구비하더라도 금속 리드 측면에 공극이 형성될 수 있다. 이를 방지하기 위해, 본 발명은 열 융착시 상부 금형이 하부 금형을 가압하는 압력을 소정 압력 이상으로 설정하여 제1절연 필름 또는 제2절연 필름의 일부가 변형되어 상기 금속 리드의 측면을 완전히 덮을 수 있도록 한다.
다만, 제1 및 제2절연 필름을 상기 소정 압력 이상으로 가압할 경우, 공극이 형성되는 것은 막을 수 있으나, 제3면과 절연 필름이 접촉하는 영역에서 절연 필름의 과도한 변형이 일어날 수 있다. 이에 따라, 금형을 이용한 열 융착 후 제3면과 절연 필름이 접촉한 영역에서의 절연 필름의 두께가 불규칙해지거나, 두 개의 절연 필름이 열융착된 영역의 길이(금속 리드의 일단 또는 타단이 향하는 방향으로의 길이)가 불규칙해질 수 있다.
본 발명은 이를 방지하기 위해, 상부 및 하부 금형에 형성되는 스토퍼를 구비한다.
도 6은 도 5에 도시된 금형을 선 Y-Y’를 따라 자른 단면도이다. 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 금형은 제3면(603a 및 603b)의 일단에 형성되는 스토퍼(604a 및 604b)를 구비할 수 있다.
상기 스토퍼는 열 융착시 절연 필름이 변형되는 범위를 제한한다. 구체적으로, 금형의 제3면이 서로 중첩된 두 개의 절연 필름을 소정 압력 이상으로 가압하는 경우, 두 개의 절연 필름은 금속 리드가 위치하는 방향 및 상기 스토퍼(604a 및 604b)가 위치하는 방향 각각으로 변형될 수 있다.
도7과 같이, 상부 금형(700a)을 하부 금형(700b)에 접촉시킨 모습을 살펴보면, 상부 금형(700a)에 구비된 스토퍼(704a) 및 하부 금형(700b)에 구비된 스토퍼(704b)가 절연 필름의 변형 범위를 제한할 수 있다.
상기 두 개의 절연 필름이 상기 금속 리드가 위치하는 방향으로 변형됨에 따라, 절연 필름이 금속 리드 측면에 완전히 열융착될 수 있다. 한편, 상기 두 개의 절연 필름이 상기 스토퍼(704a 및 704b)가 위치하는 방향으로 변형됨에 따라, 두 개의 절연 필름은 상기 스토퍼(704a 및 704b)에 접촉하게 된다. 두 개의 절연 필름이 상기 스토퍼(704a 및 704b)에 접촉하는 경우, 상기 두 개의 절연 필름의 변형이 일어나지 않게된다. 상기 가압 단계는 상기 제1 및 제2절연 필름이 상기 스토퍼에 접촉할때까지 수행될 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 가압 단계가 완료된 경우, 제1 및 제2절연 필름(820a 및 820b)은 상부 금형(700a) 및 하부 금형(700b) 각각에 구비된 스토퍼의 위치까지만 변형된다.
한편, 도 9 및 10은 제조된 리드탭에 대한 사진으로, 금속 리드의 측면을 바라본 상태로 촬영한 사진이다.
도 9를 참조하면, 금속 리드 측면에 발생된 공극으로 인하여, 붉은 선이 형성되는 것을 확인할 수 있다. 이와 달리, 도 10를 참조하면, 금속 리드 측면에 공극이 발생되지 않기 때문에, 도 9에 나타난 붉은 선을 확인할 수 없다. 이를 통해, 본 발명에 따른 제조 방법은 금속 리드 측면에 발생되는 공극을 최소화 할 수 있음을 확인할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 금형에 구비된 경사면이 절연 필름을 변형시켜 절연 필름이 금속 리드 측면 전체에 열 융착되도록 할 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 절연 필름을 금속 리드 표면에 열 융착 시킬 때, 금속 리드 측면에 공극이 형성되는 것을 방지할 수 있다.
이와 더불어, 본 발명은 열융착 시 스토퍼가 절연 필름이 과도하게 변형되는 것을 방지할 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 균일한 크기의 리드탭을 제조할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명은 기포 제거 단계에서 스토퍼가 절연 필름이 과도하게 이동하는 것을 방지할 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 절연 필름이 정확한 위치에 얼라인된 상태에서 열 융착 단계가 수행될 수 있도록 한다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (10)

  1. 금속 리드를 제조하는 단계;
    제1절연 필름, 상기 금속 리드 및 제2절연 필름을 순서대로 오버랩 시킨 후, 하부 금형 상에 위치시키는 단계;
    소정 온도 조건에서 상부 금형을 하강시켜 상기 제1절연 필름, 상기 금속 리드 및 상기 제2절연 필름을 가압하여 기포를 제거하는 단계;
    상기 금속 리드를 상기 소정 온도보다 높은 온도로 가열하여, 상기 제1 및 제2절연 필름을 상기 금속 리드 상에 열 융착 시키는 단계; 및
    상기 상부 금형을 하강시켜 상기 제1절연 필름, 상기 금속 리드 및 상기 제2절연 필름을 가압하는 단계를 포함하고,
    상기 금속 리드는,
    상기 금속 리드의 중심에 위치하는 중심부; 및
    상기 중심부의 양끝단에 형성되며, 상기 금속 리드의 양끝단으로 갈수록 두께가 감소하는 엣지부를 포함하고,
    상기 상부 금형 및 상기 하부 금형 각각은,
    상기 중심부와 오버랩되는 제1면;
    상기 제1면의 양끝단에서 형성되며, 상기 제1면과 소정 각도를 이루는 두 개의 제2면;
    상기 제2면의 일단에 형성되어 상기 가압하는 단계에서 상기 제1절연 필름과 제2절연 필름을 서로 열 융착되도록 하는 제3면; 및
    상기 제3면의 일단에 형성되는 스토퍼를 구비하는 것을 특징으로 하는 리드탭의 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 금속 리드를 제조하는 단계;
    제1절연 필름, 상기 금속 리드 및 제2절연 필름을 순서대로 오버랩 시킨 후, 하부 금형 상에 위치시키는 단계;
    소정 온도 조건에서 상부 금형을 하강시켜 상기 제1절연 필름, 상기 금속 리드 및 상기 제2절연 필름을 가압하여 기포를 제거하는 단계;
    상기 금속 리드를 상기 소정 온도보다 높은 온도로 가열하여, 상기 제1 및 제2절연 필름을 상기 금속 리드 상에 열 융착 시키는 단계; 및
    상기 상부 금형을 하강시켜 상기 제1절연 필름, 상기 금속 리드 및 상기 제2절연 필름을 가압하는 단계를 포함하고,
    상기 상부 금형 및 상기 하부 금형 각각은,
    상기 제1 및 제2절연 필름의 변형을 제한하도록 이루어지는 스토퍼를 구비하고,
    상기 금속 리드는,
    상기 금속 리드의 중심에 위치하는 중심부; 및
    상기 중심부의 양끝단에 형성되며, 상기 금속 리드의 양끝단으로 갈수록 두께가 감소하는 엣지부를 포함하고,
    상기 상부 금형 및 상기 하부 금형 각각은,
    상기 중심부와 오버랩되는 제1면;
    상기 제1면의 양끝단에서 형성되며, 상기 제1면과 소정 각도를 이루는 두 개의 제2면을 포함하고,
    제1절연 필름, 상기 금속 리드 및 제2절연 필름을 순서대로 오버랩 시킨 후, 하부 금형에 위치시키는 단계에서,
    상기 금속 리드는, 상기 중심부가 상기 제1면과 오버랩되고, 상기 엣지부가 상기 제2면과 오버랩되도록 상기 하부 금형 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 리드탭의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기포를 제거 하는 단계 및 상기 상부 금형을 하강시켜 상기 제1절연 필름, 상기 금속 리드 및 상기 제2절연 필름을 가압하는 단계는,
    상기 상부 금형에 구비된 제2면이 상기 엣지부를 가압하도록 수행되는 것을 특징으로 하는 리드탭의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2면과 상기 제1면이 이루는 각도는,
    상기 엣지부의 일면과 상기 중심부의 일면이 이루는 각도와 소정 범위 이내인 것을 특징으로 하는 리드탭의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 상부 금형 및 상기 하부 금형 각각은,
    상기 제2면의 일단에 형성되는 제3면을 포함하고,
    제1절연 필름, 상기 금속 리드 및 제2절연 필름을 순서대로 오버랩 시킨 후, 하부 금형에 위치시키는 단계에서,
    상기 제1 및 제2절연 필름은,
    상기 제3면 상에서 서로 접촉하도록, 상기 하부 금형 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 리드탭의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 스토퍼는 상기 제3면 일단에 형성되는 것을 특징으로 하는 리드탭의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 상부 금형을 하강시켜 상기 제1절연 필름, 상기 금속 리드 및 상기 제2절연 필름을 가압하는 단계는,
    상기 제1 및 제2절연 필름이 상기 스토퍼에 접촉할때까지 수행되는 것을 특징으로 하는 리드탭의 제조 방법.
  9. 금속 리드를 활용한 리드탭 제조에 활용되는 금형에 있어서,
    상기 금속 리드는,
    상기 금속 리드의 중심에 위치하는 중심부; 및
    상기 중심부의 양끝단에 형성되며, 상기 금속 리드의 양끝단으로 갈수록 두께가 감소하는 엣지부를 포함하고,
    상기 금속 리드의 일측에는 제1절연 필름이 배치되고, 상기 금속 리드의 타측에는 제2절연 필름이 배치되며,
    상기 금형은,
    상기 중심부와 오버랩되도록 형성되는 제1면;
    상기 제1면의 양끝단에서 형성되며, 상기 제1면과 소정 각도를 이루는 두 개의 제2면;
    상기 제2면의 일단에 형성되어 상기 제1절연 필름과 상기 제2절연 필름을 서로 열 융착되도록 하는 제3면; 및
    상기 제3면의 일단에 형성되는 스토퍼를 구비하는 것을 특징으로 하는 리드탭 제조에 활용되는 금형.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2면과 상기 제1면이 이루는 각도는,
    상기 엣지부의 일면과 상기 중심부의 일면이 이루는 각도와 소정 범위 이내인 것을 특징으로 하는 리드탭 제조에 활용되는 금형.
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