KR102605203B1 - Heating element using pcb type, and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
인쇄회로 기판(PCB) 방식을 이용한 발열체 구조가 개시된다.
본 발명에 따른 발열체 구조는, 중앙 영역 중의 사전 설정된 영역이 사전 정의된 길이 방향으로 개구되도록 부분 절개된 절연층; 상기 절연층 상에 양측으로 분할 패터닝된 도전층; 양측으로 분할 패터닝된 상기 도전층의 일측 도전층과 타측 도전층의 상부면에 연결되는 발열층; 및 상기 일측 도전층과 상기 타측 도전층에 각각 솔더링되어 외부 전원이 상기 일측 도전층과 상기 타측 도전층에 인가되도록 하여 상기 발열층이 열 에너지를 방출하도록 하는 각각의 전원단자를 포함하되, 양측으로 분할 패터닝된 상기 도전층은 상기 절연층의 상부 및 하부에 양면으로 각각 패터닝되고, 상기 발열층은 양측으로 분할 패터닝된 상기 도전층의 상부 및 하부에 양면으로 각각 솔더링될 수 있다.A heating element structure using a printed circuit board (PCB) method is disclosed.
The heating element structure according to the present invention includes an insulating layer partially cut so that a preset area in the central area is opened in a predefined longitudinal direction; A conductive layer split and patterned on both sides on the insulating layer; A heating layer connected to the upper surface of one conductive layer and the other conductive layer of the conductive layer split and patterned on both sides; and power terminals respectively soldered to the one conductive layer and the other conductive layer so that an external power source is applied to the one conductive layer and the other conductive layer so that the heating layer emits heat energy, but on both sides. The split-patterned conductive layer may be patterned on both sides of the upper and lower sides of the insulating layer, and the heating layer may be soldered on both sides to the upper and lower sides of the split-patterned conductive layer.
Description
본 발명은 발열체 구조에 관한 것으로, 특히 인쇄회로 기판(Printed Circuit Board, 이하 PCB라 함) 방식을 이용한 발열체 구조 및 발열체 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a heating element structure, and particularly to a heating element structure and a heating element manufacturing method using a printed circuit board (PCB) method.
발열체는 주로 내부에 내장된 전열선에 전원을 인가하여 온도를 상승시키는 구조이며, 전기히터용 발열체, 기폭용 발열체 등이 적용되고 있다. 이러한 발열체는 구조적으로 크기가 큰 편이고, 발열 효율도 어느 정도 한계가 있다.The heating element is mainly structured to increase the temperature by applying power to the heating wire built inside, and is used as a heating element for electric heaters, a heating element for detonation, etc. These heating elements are structurally large in size and have some limitations in heating efficiency.
도 5는 PCB 방식의 발열체 구조를 나타낸 것으로, 기존 발열체의 구조 및 기능적인 한계를 극복하기 위해 제안된 바 있다.Figure 5 shows the structure of a PCB-type heating element, which has been proposed to overcome the structural and functional limitations of existing heating elements.
PCB 방식의 발열체는 절연체 기판(도시 생략됨)의 상부에 도전층인 구리박막(copper foil, 12)을 형성한 후 구리박막의 상부에 발열을 위한 열선(14)을 솔더링(soldering)한 구조이다. 이러한 구리박막(12)에는 외부로부터 전원을 공급하기 위한 전원단자(16)가 솔더링되며, 이에 따라 열선(14)은 일정 수준의 열을 발생시킬 수 있게 된다.The PCB type heating element is structured by forming a copper foil (12) as a conductive layer on the top of an insulating board (not shown) and then soldering a heating wire (14) for heat generation on top of the copper foil. . A
도 5에서 열선(14)에서 개구부에 노출된 열선이 실질적으로 기폭제가 닿는 면적에 해당된다.In FIG. 5 , the hot wire exposed to the opening of the
이러한 PCB 방식의 발열체는 한정된 전력으로 열선을 구동시켜 열 에너지를 얻을 수 있으나, 매우 짧은 시간(예를 들어, 수 밀리 초) 내에 작동하는 열선의 특성 상 다양한 방식의 발열체에 원하는 열 에너지를 공급하는데에는 한계가 있다.This PCB-type heating element can obtain heat energy by driving a heating element with limited power, but due to the nature of the heating element operating within a very short time (for example, several milliseconds), it is difficult to supply the desired heat energy to various types of heating elements. There is a limit.
특히, 기폭용 발열체의 경우, 상대적으로 열 에너지를 많이 필요로 하는 저온 환경에서는 발열체의 오동작 발생률이 높아질 수 있다.In particular, in the case of a detonating heating element, the incidence of malfunction of the heating element may increase in a low-temperature environment that requires relatively large amounts of heat energy.
본 발명의 실시예에서는, 기존 발열체의 저항 성분은 그대로 유지하면서 열 에너지 발생 효율을 높일 수 있는 PCB 방식을 이용한 발열체 구조 및 발열체 제조 방법을 제공하고자 한다.In an embodiment of the present invention, it is intended to provide a heating element structure and a heating element manufacturing method using the PCB method that can increase thermal energy generation efficiency while maintaining the resistance component of the existing heating element.
또한 본 발명의 실시예에서는, 기폭제가 닿는 면적을 증가시켜 기폭용 발열체의 연소 및 작동 성공율을 높일 수 있는 PCB 방식을 이용한 발열체 구조 및 발열체 제조 방법을 제공하고자 한다.In addition, in an embodiment of the present invention, it is intended to provide a heating element structure and a heating element manufacturing method using the PCB method that can increase the combustion and operation success rate of the detonating heating element by increasing the area touched by the detonator.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재들로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에 의해 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems to be solved that are not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. There will be.
본 발명의 실시예에 의하면, 중앙 영역중의 사전 설정된 영역이 사전 정의된 길이 방향으로 개구되도록 부분 절개된 절연층; 절연층 상에 양측으로 분할 패터닝된 도전층; 양측으로 분할 패터닝된 도전층의 일측 도전층과 타측 도전층의 상부면에 연결되는 발열층 - 일측 도전층과 타측 도전층은 사전 설정된 간격만큼 서로 이격된 채로, 사전 설정된 길이 방향으로 평행하게 배열됨 - ; 및 일측 도전층과 타측 도전층에 각각 솔더링되어 외부 전원이 일측 도전층과 타측 도전층에 인가되도록 하여 발열층이 열 에너지를 방출하도록 하는 각각의 전원단자를 포함하는 PCB 방식을 이용한 발열체 구조를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, an insulating layer is partially cut so that a preset area in the central area is opened in a predefined longitudinal direction; A conductive layer split and patterned on both sides on the insulating layer; A heating layer connected to the upper surface of the conductive layer on one side and the other conductive layer of the conductive layer split and patterned on both sides - the conductive layer on one side and the conductive layer on the other side are arranged in parallel in the preset length direction while being spaced apart from each other by a preset distance. - ; and each power terminal soldered to one conductive layer and the other conductive layer to allow external power to be applied to one conductive layer and the other conductive layer, thereby allowing the heating layer to emit heat energy. A heating element structure using the PCB method is provided. can do.
여기서, 발열층은 일측 도전층과 타측 도전층의 상부면에서 절연층의 개구된 영역에 걸쳐서, 사전 설정된 길이 방향과 직교하도록 솔더링(soldering)될 수 있다.Here, the heating layer may be soldered so as to be perpendicular to a preset longitudinal direction across the open area of the insulating layer on the upper surface of one conductive layer and the other conductive layer.
또한, 양측으로 분할 패터닝된 도전층은 절연층의 상부 및 하부에 양면으로 각각 패터닝되고, 발열층은 양측으로 분할 패터닝된 도전층의 상부 및 하부에 양면으로 각각 솔더링될 수 있다.Additionally, the conductive layer split and patterned on both sides may be patterned on both sides on the top and bottom of the insulating layer, and the heating layer may be soldered on both sides to the top and bottom of the conductive layer split and patterned on both sides.
또한, 각각의 전원단자는 스루 홀(through hole)을 통해 절연층의 상부 및 하부에 양면으로 패터닝된 도전층에 전원이 인가되도록 할 수 있다.Additionally, each power terminal may allow power to be applied to the conductive layer patterned on both sides of the upper and lower sides of the insulating layer through a through hole.
본 발명의 실시예에 따르면, 절연층의 상부 및 하부에 제1 도전층 및 제2 도전층을 각각 형성하는 단계; 제1 도전층 및 제2 도전층을 각각 분할 패터닝하는 단계 - 제1 도전층 및 제2 도전층의 분할 패터닝 처리시에, 절연층의 중앙 영역 중의 사전 설정된 영역이 사전 설정된 길이 방향으로 개구되도록 절연층의 부분 절개를 수반함 - ; 분할 패터닝된 제1 도전층의 일측 도전층 및 타측 도전층의 상부면과, 분할 패터닝된 제2 도전층의 일측 도전층 및 타측 도전층의 하부면에 발열층을 각각 솔더링하는 단계; 및 제1 도전층의 일측 도전층 및 타측 도전층에 전원단자를 각각 솔더링하는 단계를 포함하되, 발열층은 제1 도전층의 일측 도전층 및 타측 도전층의 상부면과, 제2 도전층의 일측 도전층 및 타측 도전층의 하부면에서 절연층의 개구된 영역에 걸쳐서, 사전 설정된 길이 방향과 직교하도록 솔더링되는 PCB 방식을 이용한 발열체 제조 방법을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, forming a first conductive layer and a second conductive layer on the top and bottom of the insulating layer, respectively; Split patterning of the first conductive layer and the second conductive layer, respectively - During the split patterning process of the first conductive layer and the second conductive layer, the preset area in the central area of the insulating layer is insulated so that it is opened in the preset length direction. Involves partial incision of the layer - ; Soldering a heating layer on the upper surfaces of one conductive layer and the other conductive layer of the split-patterned first conductive layer and the lower surfaces of the one conductive layer and the other conductive layer of the split-patterned second conductive layer, respectively; and soldering power terminals to one conductive layer and the other conductive layer of the first conductive layer, wherein the heating layer is formed on the upper surface of one conductive layer and the other conductive layer of the first conductive layer, and the second conductive layer. It is possible to provide a method of manufacturing a heating element using a PCB method in which soldering is performed perpendicular to a preset longitudinal direction across the open area of the insulating layer from the lower surface of one conductive layer and the other conductive layer.
여기서, 분할 패터닝하는 단계 이후에, 전원단자를 통해 공급되는 전원이 제1 도전층을 거쳐 제2 도전층으로 연결되도록 스루 홀을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.Here, after the step of dividing patterning, the step of forming a through hole so that the power supplied through the power terminal is connected to the second conductive layer through the first conductive layer may be included.
본 발명의 실시예에 따르면, 기존 발열체의 저항 성분은 그대로 유지하면서 열 에너지 발생 효율을 높이고 발열 방향성에 대한 자유도를 높일 수 있다. 아울러, 본 발명의 실시예에 따르면, 기폭제가 닿는 면적을 증가시켜 기폭용 발열체의 연소 및 작동 성공률을 높일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the resistance component of the existing heating element can be maintained while the efficiency of generating heat energy can be increased, and the degree of freedom regarding the direction of heat generation can be increased. In addition, according to an embodiment of the present invention, the success rate of combustion and operation of the detonating heating element can be increased by increasing the area touched by the detonator.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 PCB 방식을 이용한 발열체 구조의 평면도이다.
도 2는 도 1의 PCB 방식을 이용한 발열체 구조의 A-A' 단면도이다.
도 3은 도 1의 PCB 방식을 이용한 발열체 구조의 B-B' 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 PCB 방식을 이용한 발열체 구조의 회로 개념도이다.
도 5는 전형적인 PCB 방식을 이용한 발열체 구조의 평면도이다.Figure 1 is a plan view of a heating element structure using the PCB method according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view taken along line AA' of the heating element structure using the PCB method of Figure 1.
Figure 3 is a cross-sectional view taken along line BB' of the heating element structure using the PCB method of Figure 1.
Figure 4 is a circuit conceptual diagram of a heating element structure using the PCB method according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a plan view of a heating element structure using a typical PCB method.
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 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범주는 청구항에 의해 정의될 뿐이다.The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and can be implemented in various forms. The present embodiments are merely provided to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to those skilled in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the person of the scope of the invention, and the scope of the invention is only defined by the claims.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어 실제로 필요한 경우 외에는 생략될 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing the embodiments of the present invention, detailed descriptions of well-known functions or configurations will be omitted except when actually necessary. The terms described below are terms defined in consideration of functions in the embodiments of the present invention, and may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.
본 발명의 실시예에서는, PCB 기판의 중앙 영역이 길이 방향으로 개구되도록 도전층을 PCB 기판의 상부면 및 하부면에 각각 패터닝하고, 패터닝된 도전층의 일측과 타측이 연결되도록 발열층(열선)을 PCB 기판의 양면에 각각 형성함으로써, 기존 발열체의 저항 성분은 그대로 유지하면서 열 에너지 발생 효율을 높이고, 기폭제가 닿는 면적을 증가시켜 기폭용 발열체의 연소 및 작동 성공률을 높이고자 한다.In an embodiment of the present invention, conductive layers are patterned on the upper and lower surfaces of the PCB board so that the central area of the PCB board is opened in the longitudinal direction, and a heating layer (heat wire) is used to connect one side and the other side of the patterned conductive layer. By forming each on both sides of the PCB board, the resistance component of the existing heating element is maintained while increasing the efficiency of thermal energy generation, and the area touched by the detonator is increased to increase the success rate of combustion and operation of the detonating heating element.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 PCB 방식을 이용한 발열체 구조의 평면도이다.Figure 1 is a plan view of a heating element structure using the PCB method according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 PCB 방식을 이용한 발열체 구조는, 중앙 영역중의 사전 설정된 영역이 사전 정의된 길이 방향으로 개구되도록 부분 절개된 절연층(100); 절연층(100) 상에 양측으로 분할 패터닝된 도전층(102a); 양측으로 분할 패터닝된 도전층의 일측 도전층과 타측 도전층의 상부면을 상호 연결하는 발열층(104a); 및 일측 도전층과 타측 도전층에 각각 솔더링되어 외부전원이 일측 도전층과 타측 도전층에 인가되도록 하여 발열층(104a)이 열 에너지를 방출하도록 하는 각각의 전원단자(106a, 106b)를 포함할 수 있다.As shown in Figure 1, the heating element structure using the PCB method according to an embodiment of the present invention includes an
절연층(100)은 에폭시 수지, 페놀 수지 등의 절연재로 구성되어 PCB 기판의 코어층을 이룰 수 있다.The
도전층(102a)은 절연층(100) 상에 형성될 수 있으며, 이러한 도전층(102a)은, 예를 들어 구리 박막으로 이루어질 수 있다.The
이러한 도전층(102a)은 에칭 공정 등을 통해 절연층(100) 상에서 양측으로 분할되도록 패터닝 처리될 수 있다. 예컨대, 도 1에 도시한 바와 같이, 도전층(102a)의 패터닝 처리시에, 절연층(100)의 중앙 영역 중의 사전 설정된 영역이 사전 설정된 길이 방향으로 개구되도록 절연층(100)의 부분 절개를 수반할 수 있다.This
도시된 바와 같이, 도전층(102a)의 일측 도전측과 타측 도전층은 소정 거리로 서로 이격된채, 길이 방향으로 평행하게 배열된다.As shown, one conductive side and the other conductive layer of the
발열층(104a)은 양측으로 분할 패터닝된 도전층(102a)의 일측 도전층과 타측 도전층의 상부면에 연결될 수 있다. 예컨대, 발열층(104a)은 도 1의 하부에 패터닝된 도전층과 상부에 패터닝된 도전층의 상부면에 솔더링 처리될 수 있다.The
이러한 발열층(104a)은, 예를 들어 기폭용 발열체의 경우에 일정 수준의 열 에너지를 방출하는 열선을 포함할 수 있다. 열선은 매우 짧은 시간 동안에 한정된 전력으로 구동되는데, 열선의 규격, 종류 등에 따라 열 에너지의 방출량이 달라질 수 있다. 본 발명의 실시예에 적용될 수 있는 열선은, 예를 들어 30㎛선경의 길이1.3 내지 1.7mm의 열선이 적용될 수 있다.This
본 발명의 실시예에 따른 발열층(104a)은 일측 도전층과 타측 도전층의 상부면에서, 절연층(100)의 개구된 중앙 영역에 걸쳐서, 사전 설정된 길이 방향과 직교하는 방향으로 형성될 수 있다. 실질적으로, 기폭제와 닿는 발열층(104a)의 발열 부위는 절연층(100)의 개구 영역일 수 있다.The
전원단자(106a, 106b)는 도전층(102a)의 일측 도전층과 타측 도전층의 상부면에 각각 솔더링 처리될 수 있다. 따라서, 외부 전원이 전원단자(106a, 106b)를 통해 공급되면, 일측 도전층과 타측 도전층에 외부 전원이 각각 인가되도록 하여 발열층(104a)이 열 에너지를 방출할 수 있게 한다.The
도 2는 도 1의 PCB 방식을 이용한 발열체 구조의 A-A' 단면도이다.Figure 2 is a cross-sectional view taken along line A-A' of the heating element structure using the PCB method of Figure 1.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 PCB 방식을 이용한 발열체 구조는, 중앙 영역중의 사전 설정된 영역이 사전 정의된 길이 방향으로 개구되도록 부분 절개된 절연층(100)의 상부면에서 양측으로 분할 패터닝된 제1 도전층(102a); 절연층(100)의 하부면에서 양측으로 분할 패터닝된 제2 도전층(102b); 제1 도전층(102a)의 상부면에서 절연층(100)의 개구된 중앙 영역과 직교하도록 솔더링 처리된 제1 발열층(104a); 및 제2 도전층(102b)의 하부면에서 절연층(100)의 개구된 중앙 영역과 직교하도록 솔더링 처리된 제2 발열층(104b)을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the heating element structure using the PCB method according to an embodiment of the present invention has the upper surface of the
실질적으로, 기폭제와 닿는 발열층(104a)의 발열 부위와, 발열층(104b)의 발열 부위는 절연층(1)의 소정 길이의 개구 영역이다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 열선이라고 지칭되는 발열층(104a, 104b)에서 개구 영역에 노출된 열선이 실질적으로 열을 발산하고 기폭제와 닿는 면적에 해당된다.Substantially, the heat-generating part of the heat-
도 3은 도 1의 PCB 방식을 이용한 발열체 구조의 B-B' 단면도이다.Figure 3 is a B-B' cross-sectional view of the heating element structure using the PCB method of Figure 1.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 PCB 방식을 이용한 발열체 구조는, 중앙 영역중의 사전 설정된 영역이 사전 정의된 길이 방향으로 개구되도록 부분 절개된 절연층(100)의 상부면에 패터닝된 제1 도전층(102a); 절연층(100)의 하부면에 패터닝된 제2 도전층(102b); 제1 도전층(102a)의 상부면에서 절연층(100)의 개구된 중앙 영역과 직교하도록 솔더링 처리된 제1 발열층(104a); 제2 도전층(102b)의 하부면에서 절연층(100)의 개구된 중앙 영역과 직교하도록 솔더링 처리된 제2 발열층(104b); 및 제1 도전층(102a)에 솔더링되어 외부전원이 제1 도전층(102a)에 인가되도록 하여 제1 발열층(104a)이 열 에너지를 방출하도록 하는 전원단자(106a,106b)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 3, the heating element structure using the PCB method according to an embodiment of the present invention has the upper surface of the insulating
이때, 본 발명의 실시예에서는 제1 도전층(102a)과 제2 도전층(102b)을 패터닝 처리한 후, 제1 도전층(102a) 및 절연층(100)을 관통하여 제2 도전층(102b)까지 형성되는 스루 홀(도시 생략됨)을 더 포함할 수 있다. 이러한 스루 홀을 통해 전원단자(106a,106b)로부터 공급되는 외부 전원이 제2 도전층(102b)에 인가됨으로써, 제2 발열층(104b)이 열 에너지를 방출할 수 있게 한다.At this time, in the embodiment of the present invention, after patterning the first
한편, 본 발명의 실시예에 따른 PCB 방식을 이용한 발열체 제조 방법은, 절연층(100)의 상부 및 하부에 제1 도전층(102a) 및 제2 도전층(102b)을 각각 형성하는 단계; 제1 도전층(102a) 및 제2 도전층(102b)을 각각 분할 패터닝하는 단계 - 제1 도전층(102a) 및 제2 도전층(102b)의 분할 패터닝 처리시에, 절연층(100)의 중앙 영역 중의 사전 설정된 영역이 사전 설정된 길이 방향으로 개구되도록 절연층(100)의 부분 절개를 수반함 - ; 분할 패터닝된 제1 도전층(102a)의 일측 도전층 및 타측 도전층의 상부면에 제1 발열층(104a)을 솔더링하는 단계; 분할 패터닝된 제2 도전층(102b)의 일측 도전층 및 타측 도전층의 하부면에 제2 발열층(104b)을 솔더링하는 단계; 및 제1 도전층(102a)의 일측 도전층 및 타측 도전층 각각에, 각각의 전원단자(106a,106b)를 솔더링하는 단계를 포함하되, 제1 발열층(104a)은 제1 도전층(102a)의 일측 도전층 및 타측 도전층의 상부면에서 절연층(100)의 개구된 중앙 영역과 직교하도록 솔더링 처리될 수 있으며, 제2 발열층(104b)은 제2 도전층(102b)의 일측 도전층 및 타측 도전층의 상부면에서 절연층(100)의 개구된 중앙 영역과 직교하도록 각각 솔더링 처리되는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, the method of manufacturing a heating element using the PCB method according to an embodiment of the present invention includes forming a first conductive layer (102a) and a second conductive layer (102b) on the upper and lower parts of the insulating
이때, 분할 패터닝하는 단계 이후에, 전원단자(106a,106b)를 통해 공급되는 전원이 제1 도전층(102a)을 거쳐 제2 도전층(102b)으로 연결되도록 스루 홀을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.At this time, after the step of dividing patterning, it may include forming a through hole so that the power supplied through the
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 PCB 방식을 이용한 발열체 구조의 회로 개념도이다.Figure 4 is a circuit conceptual diagram of a heating element structure using the PCB method according to an embodiment of the present invention.
PCB 기판으로 이루어진 구리 박막(도전층)에 대해 열선(발열층)을 연결하면, 열선의 저항 R은 다음 [수학식 1]과 같이 예시될 수 있다.When a hot wire (heating layer) is connected to a copper thin film (conductive layer) made of a PCB substrate, the resistance R of the hot wire can be exemplified as follows [Equation 1].
여기서, ρ는 열선의 고유 저항값이고, L은 열선의 길이, A는 열선의 단면적을 나타낸다.Here, ρ is the specific resistance value of the heating wire, L represents the length of the heating wire, and A represents the cross-sectional area of the heating wire.
본 발명의 실시예에 따라 제조되는 PCB 방식을 이용한 발열체 구조의 경우, 양면 PCB 기판으로 이루어진 구리 박막에 대해 각각 열선을 연결한 것이므로, 열선의 길이는 2L, 저항은 2R일 수 있다.In the case of a heating element structure using the PCB method manufactured according to an embodiment of the present invention, each heating wire is connected to a copper thin film made of a double-sided PCB board, so the length of the heating wire may be 2 L and the resistance may be 2 R.
이때, 2개의 열선이 양면 PCB 기판의 상부면 및 하부면의 구리 박막에 각각 솔더링 처리되므로, 회로 개념상 2개의 열선은 병렬 연결 구조와 동일한 효과를 가질 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 발열체 구조 및 그 제조 방법은, 기존 PCB 방식의 발열체와 동일한 저항 성분을 유지하면서도 발열 면적은 2배 이상 확보할 수 있다.At this time, since the two hot wires are respectively soldered to the copper thin film on the upper and lower surfaces of the double-sided PCB board, in terms of circuit concept, the two hot wires can have the same effect as the parallel connection structure. Therefore, the heating element structure and manufacturing method according to an embodiment of the present invention can secure more than twice the heating area while maintaining the same resistance component as that of the existing PCB-type heating element.
본 발명의 실시예에 의하면, 양측으로 분할 패터닝된 제1 도전층(102a)의 상부면에 대해 수직 방향으로 제1 발열층(104a)을 연결하고, 양측으로 분할 패터닝된 제2 도전층(102b)의 하부면에 대해 수직 방향으로 제2 발열층(104b)을 연결함으로써, 발열체의 발열 부위와 실제 기폭제가 닿는 면적을 넓히고 발열 방향성에 대한 자유도를 높일 수 있다. 종래에는 도 5에 도시한 바와 같이, 열선(14)이 상부 도전층과 하부 도전층 구리 박막(12)에 솔더링되어 단일의 열선(14)으로 구성되기 때문에 PCB 기판의 종단 절연층에서 노출된 열선과 기폭제와 닿는 면적이 제한적이거나 열에너지를 발산하는 방향이 한 방향으로 제한적일 수밖에 없었다. 따라서, 본 발명의 실시예에 의하면, 기폭제가 닿는 발열 부위 면적을 증가시켜 기폭용 발열체의 연소 및 작동 성공률을 높일 수 있는 발열체 구조를 구현할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
100 : 절연층
102a, 102b : 도전층
104a, 104b : 발열층(열선)
106a, 106b : 전원단자100: insulation layer
102a, 102b: conductive layer
104a, 104b: Heating layer (heating wire)
106a, 106b: power terminal
Claims (5)
상기 절연층 상에 양측으로 분할 패터닝된 도전층;
양측으로 분할 패터닝된 상기 도전층의 일측 도전층과 타측 도전층의 상부면에 연결되는 발열층 - 상기 일측 도전층과 타측 도전층은 사전 설정된 간격만큼 서로 이격된채로, 사전 설정된 길이 방향으로 평행하게 배열됨 - ; 및
상기 일측 도전층과 상기 타측 도전층에 각각 솔더링되어 외부 전원이 상기 일측 도전층과 상기 타측 도전층에 인가되도록 하여 상기 발열층이 열 에너지를 방출하도록 하는 각각의 전원단자를 포함하되,
양측으로 분할 패터닝된 상기 도전층은 상기 절연층의 상부 및 하부에 양면으로 각각 패터닝되고,
상기 발열층은 양측으로 분할 패터닝된 상기 도전층의 상부 및 하부에 양면으로 각각 솔더링되며,
상기 발열층은 상기 일측 도전층과 상기 타측 도전층의 상부면에서 상기 절연층의 개구된 중앙 영역에 걸쳐서, 상기 사전 설정된 길이 방향과 직교하도록 솔더링(soldering)되는,
인쇄회로 기판 방식을 이용한 기폭제용 발열체 구조.
an insulating layer that is partially cut so that a preset area in the central area is opened in a predefined longitudinal direction;
A conductive layer split and patterned on both sides on the insulating layer;
A heating layer connected to the upper surface of one conductive layer and the other conductive layer of the conductive layer split and patterned on both sides - the one conductive layer and the other conductive layer are spaced apart from each other by a preset distance and parallel in the preset length direction. arranged - ; and
Each power terminal is soldered to the one conductive layer and the other conductive layer to allow external power to be applied to the one conductive layer and the other conductive layer so that the heating layer emits heat energy,
The conductive layer, which is split and patterned on both sides, is patterned on both sides, respectively, on the upper and lower sides of the insulating layer,
The heating layer is soldered on both sides to the upper and lower parts of the conductive layer that is patterned on both sides, respectively.
The heating layer is soldered so as to be perpendicular to the preset longitudinal direction across the open central area of the insulating layer from the upper surfaces of the one conductive layer and the other conductive layer.
Heating element structure for detonator using printed circuit board method.
상기 각각의 전원단자는 스루 홀(through hole)을 통해 상기 절연층의 상부 및 하부에 양면으로 패터닝된 도전층에 전원이 인가되도록 하는
인쇄회로 기판 방식을 이용한 기폭제용 발열체 구조.
According to claim 1,
Each of the power terminals allows power to be applied to the conductive layer patterned on both sides of the upper and lower sides of the insulating layer through a through hole.
Heating element structure for detonator using printed circuit board method.
상기 제1 도전층 및 상기 제2 도전층을 각각 분할 패터닝하는 단계 - 제1 도전층 및 제2 도전층의 분할 패터닝은, 절연층의 중앙 영역 중의 사전 설정된 영역이 사전 설정된 길이 방향으로 개구되도록 절연층의 부분 절개를 수반함 - ;
분할 패터닝된 상기 제1 도전층의 일측 도전층 및 타측 도전층의 상부면과, 분할 패터닝된 상기 제2 도전층의 일측 도전층 및 타측 도전층의 하부면에 발열층을 각각 솔더링하는 단계; 및
상기 제1 도전층의 일측 도전층 및 타측 도전층에 전원단자를 각각 솔더링하는 단계를 포함하되,
상기 발열층은 상기 제1 도전층의 일측 도전층 및 타측 도전층의 상부면과, 상기 제2 도전층의 일측 도전층 및 타측 도전층의 하부면에서 상기 절연층의 개구된 영역에 걸쳐서, 상기 사전 설정된 길이 방향과 직교하도록 솔더링되는
인쇄회로 기판 방식을 이용한 기폭제용 발열체 제조 방법.
Forming a first conductive layer and a second conductive layer on the top and bottom of the insulating layer, respectively;
Split patterning of the first conductive layer and the second conductive layer, respectively - Split patterning of the first conductive layer and the second conductive layer insulates the insulating layer so that a preset area in the central area is opened in a preset length direction. Involves partial incision of the layer - ;
soldering a heating layer to the upper surfaces of the split-patterned conductive layer on one side and the other conductive layer of the first conductive layer and the lower surfaces of the conductive layer on one side and the other conductive layer of the split-patterned second conductive layer, respectively; and
A step of soldering power terminals to one conductive layer and the other conductive layer of the first conductive layer, respectively,
The heating layer extends over the open area of the insulating layer on the upper surface of one conductive layer and the other conductive layer of the first conductive layer and the lower surface of the one conductive layer and the other conductive layer of the second conductive layer. Soldered perpendicular to the preset length direction
Method of manufacturing a heating element for a detonator using a printed circuit board method.
상기 분할 패터닝하는 단계 이후에,
상기 전원단자를 통해 공급되는 전원이 상기 제1 도전층을 거쳐 상기 제2 도전층으로 연결되도록 스루 홀을 형성하는 단계를 포함하는
인쇄회로 기판 방식을 이용한 기폭제용 발열체 제조 방법.
According to claim 4,
After the division patterning step,
Comprising the step of forming a through hole so that the power supplied through the power terminal is connected to the second conductive layer through the first conductive layer.
Method of manufacturing a heating element for a detonator using a printed circuit board method.
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