KR20040046879A - 전극이 동일한 면에 위치한 피티씨 서미스터 및 그 제조방법 - Google Patents

전극이 동일한 면에 위치한 피티씨 서미스터 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 전극이 동일한 면에 위치한 PTC 서미스터는 상하 양면을 가지는 PTC 소자, PTC 소자의 일면에 형성된 전도층 및 상기 PTC 소자의 타면에 형성되며 전기적으로 분리되도록 이격 설치되는 제 1전극과 제 2전극을 포함한다. 바람직하게, 본 발명의 PTC 서미스터는 폴리머로 구성되며, 상기 전도층은 쇼트방지를 위해 PTC 소자의 폭보다 작게 형성되며 양측 단부에 PTC 소자의 일부를 노출하고 있다. 또한, 상기 전도층의 외부에는 절연층이 형성되어 있으며, 상기 제 1전극과 제 2전극은 에칭에 의해 이격 형성된다. 나아가, 상기 이격 설치된 제 1전극과 제 2전극의 사이에는 절연물질이 삽입되며, 이때의 절연물질은 제 1전극과 제 2전극의 틈과 상기 전극들의 일부를 덮도록 연장 형성되는 것을 포함한다. 또한, 상기 제 1전극과 제 2전극의 외부에는 각각 전기적으로 인쇄기판과 접속되도록 솔더층을 형성할 수 있으며, 솔더층은 제 1전극과 제 2전극을 감싸도록 형성되며 절연물질에 의해 전기적으로 분리되어 있다.

Description

전극이 동일한 면에 위치한 피티씨 서미스터 및 그 제조 방법{PTC thermistor having electrodes on the same surface and method thereof}
본 발명은 표면실장형 피티씨 서미스터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 온도변화에 따라 저항값이 변화하는 정온계수 서미스터(Positive Temperature Coefficient;이하 PTC)를 인쇄회로기판(Printed Circuit Board)에 실장하여 과전류방지용도로 사용할 수 있는 전극이 동일한 면에 위치하는 피티씨 서미스터에 관한 것이다.
많은 전도성 물질의 고유저항은 온도에 따라 변한다고 알려져 있다. 통상적으로 서미스터(thermistor)라고 불리며, 대표적으로 온도 상승과 함께 저항치가 감소하는 NTC(Nagative Temperature Coefficient)와 온도 상승과 함께 저항치가 증가하는 PTC로 구분된다.
PTC 물질은 다양한 재료로 제조되지만, 특히 전도성입자들을 내부에 분산시킴으로서 전기적으로 통전되도록 하는 결정성 폴리머가 효과적이다. 상기와 같은 성질을 가진 폴리머로는 폴리에틸렌, 폴리 프로필렌 및 에틸렌/프로필렌 코폴리머와 같은 폴리올레핀 등이 있다.
PTC 물질은 상기와 같이 특정온도에서 급격히 전기저항값이 증가하는 성질을 가지고 있기 때문에 회로기판에서 과전류를 억제하는 소자로서 이용된다. 예컨대, 평상시 정상 작동 조건하에서 부하물과 PTC 소자의 온도는 PTC 소자의 임계온도 또는 스위칭 온도 이하로 유지됨으로서 평형상태를 나타낸다. 하지만, 회로에 단락 또는 전력 서지(surge) 등의 결점이 생기면, 많은 양의 전력이 PTC 소자에서 소실되고 PTC 소자는 불안정하게 된다. 증가한 전력손실은 PTC 소자의 저항과 온도를 매우 높이게 되지만, PTC 소자의 저항과 온도가 높아지면 그 만큼 회로에 흐르는 전류는 감소되어 다른 장치들은 보호된다. 다시 말하면, PTC 소자가 임계온도범위로 가열될 때에는 소자를 지나는 전류를 안전하고 상대적으로 낮은 값으로 감소시키는 기능을 가지고 있기 때문에 리셋 가능한 퓨즈로 회로기판에 채용되어 널리 쓰이고 있다.
상기와 같은 물성을 지닌 PTC 서미스터는 일반적으로 한 쌍의 라미네이터 전극 사이에서 스위칭되는 PTC 소자를 포함한다. 또한, 상기 장치를 다른 전기소자에 연결하기 위해서는 터미널이 구비되어 인쇄회로기판 등에 실장되게 된다.
도 1은 인쇄회로기판에 실장되는 표면실장용 PTC 서미스터의 개략적인 적층 구조를 나타낸 도면이다. 이를 참조하면, PTC 서미스터는 내부에 PTC 소자(1)가 구비되어 있으며, 상부 표면에 제 1전극(2), 하부 표면에 제 2전극(3)이 위치하도록 구성되어 있다. 상기와 같은 구조를 가지는 종래예로서 미국 특허 제5,852,397호, 제5,884,391호, 제5,900,800호, 제6,124,781호 및 제5,831,510호 등에 PTC 소자를 구비하는 전기장치가 개시되어 있으며, 이 중에서 제5,852,397호와 제5,884,391호의 도면을 도 2a 및 도 2b에 나타내었다.
먼저, 도 2a의 PTC 서미스터를 살펴보면 상기 전기 장치는 PTC 소자(17)의 상하 표면에 각각 전극(15, 13)이 형성되어 있다. 회로기판(9)에 PTC 서미스터를 실장시키기 위해서는 상부 표면에 형성된 전극(15)이 PTC 소자의 하부 표면과 전기적으로 연결되어야 하기 때문에, 상기 PTC 소자의 내부에 상기 전극(15)과 통전되도록 통공(31)을 형성한다. 통공(31)을 형성한 후에는 하부 표면에 형성된 전극 (13)을 에칭을 통해 분리한다. 즉, PTC 서미스터의 하부 표면에는 하부 전극(13)과, 상기 상부 전극(15)이 연결되어 있는 부가 전극(43)이 형성되게 된다.
또한, 도 2b에 개시되어 있는 PTC 서미스터는 상부 전극(141)과 하부 전극 (142)을 전기적으로 연결하기 위해 상기 종래예의 통공 대신에 PTC 소자(130)의 측면에 도금층(150)을 형성하여 통전하는 방식을 취하였다. 또한, 상기 전극 사이에는 절연물질(160)을 피복하여 단락을 방지하였으며, 인쇄기판(120)과의 접촉 신뢰도를 높이기 위해 도전성 솔더층(170)을 최외각에 형성시켰다. 도면에 나타나 있는 화살표는 장치에 전류가 인가되었을 때의 흐름을 나타낸 도면으로서, 하부 전극(142)에서 흘러들어온 전류는 PTC 소자(130)를 거쳐 상부 전극(141) 및 상기 전극(141)과 연결된 도금층(150)과 솔더층(170)으로 흘러나오게 된다.
하지만, 도 2a 내지 도 2b와 같이 PTC 서미스터의 일면에 형성된 전극을 통전시켜 타면으로 연결하는 방식은 구조적으로 비대칭 형상을 가지기 때문에, 회로기판에 실장했을 때 툼스톤(Tomb Stone)현상을 발생시킨다. 또한, 온도에 가변하면서 저항 역할을 하는 PTC 소자는 온도변화에 따라 팽창·수축을 하기 때문에, 상기와 같이 측면, 또는 통공을 통해 전기적으로 연결될 때에는 접착부분이 취약한 부분에서 단락이 발생할 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 전극이 다른 면상에 위치함으로 인해 형성되는 구조적 비대칭성 때문에 발생하는 툼스톤 현상과 PTC 서미스터가 온도 변화에 따라 팽창했을 때 발생되는 응력에 의하여 전기적 연결부위가 취약하게 되는 것을 방지할 수 있는 PTC 서미스터를 제공하는 데 그 목적이 있다.
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 아니 된다.
도 1은 일반적인 PTC 서미스터의 적층 구조를 나타낸 개략도이다.
도 2a 및 도 2b는 종래의 PTC 서미스터의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 PTC 서미스터의 제조 공정을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3a 내지 도 3d에 의해 제조된 PTC 서미스터의 전류 흐름을 나타낸 도면이다.
도 5a 내지 도 5g는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 PTC 서미스터의 제조 공정을 나타낸 도면이다.
도 6는 도 5a 내지 도 5g에 의해 제조된 PTC 서미스터의 전류 흐름을 나타낸 도면이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전극이 동일한 면에 위치한 PTC 서미스터는 상하 양면을 가지는 PTC 소자, PTC 소자의 일면에 형성된 전도층 및 상기 PTC 소자의 타면에 형성되며 전기적으로 분리되도록 이격 설치되는 제 1전극과 제 2전극을 포함한다.
바람직하게, 본 발명의 PTC 서미스터는 폴리머로 구성되며, 상기 전도층은 쇼트방지를 위해 PTC 소자의 폭보다 작게 형성되며 양측 단부에 PTC 소자의 일부를 노출하고 있다. 또한, 상기 전도층의 외부에는 절연층이 형성되어 있으며, 상기 제 1전극과 제 2전극은 에칭에 의해 이격 형성된다. 나아가, 상기 이격 설치된 제 1전극과 제 2전극의 사이에는 절연물질이 삽입되며, 이때의 절연물질은 제 1전극과 제 2전극의 틈과 상기 전극들의 일부를 덮도록 연장 형성되는 것을 포함한다. 또한, 상기 제 1전극과 제 2전극의 외부에는 각각 전기적으로 인쇄기판과 접속되도록 솔더층을 형성할 수 있으며, 솔더층은 제 1전극과 제 2전극을 감싸도록 형성되며 절연물질에 의해 전기적으로 분리되어 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 전극이 동일한 면에 위치한 PTC 서미스터는 상하 양면을 가지는 PTC 소자와, PTC 소자의 일면에 형성되는 전도층과, 상기 전도층을 감싸며 양 종단이 상기 PTC 소자에 연결되어 전도층을 절연시키는 절연층과, 상기 절연층 상에 형성되며 전기적으로 분리되도록 이격 설치되는 제 1, 제 2금속 호일과, 상기 PTC 소자의 타면에 형성되며 전기적으로 분리되도록 이격 설치되는 제 1전극과 제 2전극 및 상기 제 1금속호일과 제 1전극, 제 2금속호일과 제 2전극을 각각 통전되도록 연결하는 제 1, 제 2도금층을 포함한다.
바람직하게, 본 발명의 PTC 서미스터는 상기 제 1, 제 2도금층의 외부를 감싸고, 각각 전기적으로 인쇄기판과 접속되도록 하는 솔더층을 더 포함하며, 이때의 상기 전극, 금속 호일, 도금층 및 솔더층의 전기적 분리는 에칭에 의해 형성되는 것을 포함한다. 또한, 상기 전기적으로 분리되어 있는 상기 전극, 금속호일, 도금층 및 솔더층의 사이는 절연물질로 채워지는 것을 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 전극이 동일한 면에 위치한 PTC 서미스터 제조 방법은 인쇄회로기판에 표면 실장되어 과전류에 따른 회로를 보호하기 위한 PTC 서미스터 제조 방법에 있어서 상하 양면을 가지는 PTC 소자를 구비하는 단계, 상기 PTC 소자의 양면에 전도층을 형성하는 단계 및 상기 PTC 소자 일면의 전도층을 전기적으로 분리되도록 하여 제 1전극과 제 2전극을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 전극이 동일한 면에 위치한 PTC 서미스터 제조 방법은 인쇄회로기판에 표면 실장되어 과전하에 따른 회로를 보호하기 위한 피티씨 서미스터 제조 방법에 있어서 상하 양면을 가지는 PTC 소자를 구비하는 단계, 상기 PTC 소자의 양면에 제 1전도층과 제 2전도층을 형성하는 단계, 상기 PTC 소자의 일면에 형성된 제 1전도층을 외부로 노출되지 않도록 절연물질로 감싸서 절연층을 형성하는 단계, 상기 절연층 상에 금속 호일을 압착하는 단계, 상기 금속호일과 PTC 소자의 타면에 형성된 제 2전도층을 전기적으로 연결되도록 도금층으로 감싸는 단계 및 통전이 가능한 상기 금속 호일과, 상기 PTC 소자의 타면에 형성된 제 2전도층 및 상기 금속 호일과 제 2전도층을 둘러싸고 있는 도금층을 전기적으로 분리시켜서 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 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.
도 3a 내지 도 3d 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 PTC 서미스터의 구조 및 제조 공정을 나타낸 도면이다. 도 4를 참조해서 간단히 설명하면, 본 전극이 동일한 면에 형성된 PTC 서미스터는 내부에 PTC 소자(10)를 구비하고, 상기 PTC 소자(10)의 하면과 접촉함과 동시에 절연물질(42)에 의해 좌우 대칭으로 분리 형성되어 있는 제 1전극(31) 및 제 2전극(32)과, 상기 PTC 소자(10)의 상면과 접촉하는 전도층(20) 및 상기 전도층을 감싸는 절연층(40)과 솔더층(50, 52)으로 구성되어 있다.
도 3a 내지 도 3d를 참조하여 좀 더 자세히 설명하면, 상기 PTC 소자(10)는 전도성입자들이 내부에 분산되어 전기적으로 PTC의 성질을 가지는 폴리머 및 PTC 조성물, 또는 대안으로 NTC 조성물로 구성될 수 있다. 상기 폴리머에는 폴리에칠렌, 폴리프로필렌, 에칠렌/프로필렌 중합체 등이 채용될 수 있으며, 특히 본 발명의 바람직한 실시예로서의 PTC 조성물은 약 25℃ 에서 10Ωcm 이하의 저항율을 가진다.
도 3a를 참조하면, 상기 PTC 소자(10)는 전도층(20)과 전극층(30)을 상·하면에 적층한다. 전도성 물질을 적층하는 방법으로는 비전해 또는 전해 도금 공정을 사용하는 것이 바람직하며, 대안으로는 금속 호일을 PTC 소자와 압착 가공하여 형성하거나 또는 전도성 접착제로 금속 호일을 PTC 소자에 접착하여 적층할 수 있다.
또한, 도 3b를 참조하면 PTC 소자(10)의 하면에 위치하는 전극층(30)은 전기적으로 분리된 제 1전극(31)과 제 2전극(32)을 형성한다. 예컨대, 상기 제 1전극(31)과 제 2전극(32)은 서로 대향하도록 형성되며, 상기 전극층(30)의 전기적 분리는 에칭에 의해 실시된다. 바람직하게, 상기 에칭은 제 1전극(31)과 제 2전극(32)이 서로 대향 및 대칭되도록 전극층(30)의 중앙부(A)를 식각하며, 분리된 중앙부는 양 전극(31, 32)이 나중에 솔더 브릿지 등에 의해 단락되지 않도록 충분한 거리를 유지하도록 형성된다.
한편, PTC 소자(10)의 상면에는 인쇄회로기판에 본 장치를 실장시 땜에 의한 쇼트를 방지하기 위하여 쇼트방지부(A')가 형성된다. 바람직하게, 상기 쇼트방지부 (A')는 상기 PTC 소자(10)의 상면 폭보다 상기 전도층(20)의 폭을 작게 형성하고,전도층(20)의 양측 종단을 에칭하여 PTC 소자의 일부를 노출시킴으로서 형성된다.
제 1전극(31)과 제 2전극(32)이 형성되면 전극 사이에 절연물질(42)을 개재함과 동시에, PTC 소자의 상면에 절연층(40)을 형성한다. 이를 도3c에 나타내었다. 절연층으로 사용가능한 재료는 포토 레지스트, 세라믹, 솔더 마스크 등의 비전도성 물질이 채용가능하다. 상기 절연층(40) 및 절연물질(42)은 PTC 소자(10) 상부의 전도층(20)과, PTC 소자 하부의 제 1전극(31)과 제 2전극(32) 및 분리된 중앙부(A)를 감싸도록 형성된다. 상기 절연층(40)은 서미스터의 내습성 및 온도 특성을 향상시킬 수 있으며, 특히 PTC 소자의 하부에 설치되는 절연물질(42)은 전극의 단락 및 솔더 브릿지를 방지하도록 적어도 상기 에칭된 중앙부(A)보다 넓은 범위에 걸쳐 배치하는 것이 바람직하다.
도 3d에 따르면, 상기 제 1전극(31)과 제 2전극(32)의 외부에는 인쇄회로기판(미도시)과 접속이 용이하도록 솔더층(50, 52)을 형성할 수 있으며, 그 재료로는 주석(Sn), 납(Pb) 및 그 혼합물 등이 채용가능하다. 또한, 상기 도 3d에서는 제 1전극(31)과 제 2전극(32) 사이에 절연물질(42)이 존재한 상태에서 솔더층(50, 52)을 형성하였지만, 절연물질을 도포하지 않은 상태에서도 솔더층을 도금할 수 있는 것은 물론이다. 솔더층(50, 52)을 형성하는 방법으로는 무전해 도금, 전해 도금 및 솔더 침액(dipping) 등을 사용할 수 있다.
도 4는 상기와 같이 제조된 표면실장형 PTC 서미스터에 전류가 흐르는 상태를 나타낸 도면으로 도면의 화살표는 전류의 흐름을 나타낸다. 인쇄회로기판과 접속되어 있는 솔더층(52)을 통해 들어온 전류는 제 2전극(32)을 거쳐 PTC 소자(10)로 흘러가게 된다. 그리고, PTC 소자(10)로 흘러들어온 전류는 도체인 전도층(20)으로 대부분 유도되며, 전도층(20)을 거친 전류는 다시 PTC 소자(10)를 거쳐 극성이 다른 제 1전극(31) 및 솔더층(50)을 통해 기판으로 빠져나가게 된다. 본 서미스터는 전극이 동일한 면에 위치하고 있으므로, 종래의 서미스터와는 달리 전류가 양방향으로 흐르게 된다. 따라서, 종래에 같이 전류가 한방향으로 흐를 때보다 전류가 흐르는 경로가 많아져서 PTC 서미스터의 저항특성이 향상된다.
본 발명의 또 다른 일 실시예의 PTC 서미스터 제조 공정을 도 5a 내지 도 5g 및 도 6에 나타내었다. 본 발명에 따라 제조되는 PTC 서미스터는 전극이 상하 양면에 모두 설치되어 있기 때문에 뒤집어서 인쇄회로기판에 실장할 수도 있다.
좀 더 자세히 설명하면, 먼저 도 5a는 PTC 소자(100)의 양면에 제 1전도층(200)과 제 2전도층(300)이 형성된 상태를 나타낸 도면이다. 전도층이 양면에 라미네이터된 PTC 소자(100)를 형성하기 위해서는 금속 호일을 압착하거나, 또는 상기 PTC 소자(100)에 무전해 도금 또는 전해 도금을 실시하여 전도층을 형성하며, 대안으로는 도전성 접착제를 사용하여 PTC 소자와 금속 호일을 접합함으로서 PTC 소자를 제조할 수 있다.
제 1전도층(200)이 상면에 형성된 PTC 소자(100)에는 에칭을 실시하여 PTC 소자(100)의 일부를 도 5b와 같이 노출시킨다. 바람직하게는, 상기 일 실시예에 서술한 바와 같이 쇼트방지를 위해 제 1전도층(200)의 양 종단부 일지점(A)들을 식각하여 PTC 소자가 외부로 노출되도록 한다. 상기 에칭은 건조 및 습식 공정이 모두 채용될 수 있으며, 도면상에는 식각을 하기 위한 마스크, 포토 레지스트 도포, 노광, 현상, 레지스트 제거 등의 에칭공정을 표시하지 않았다.
식각이 끝나면 PTC 소자(100) 상면의 제 1전도층(200) 위에 절연층(400)을 형성하고, 다시 그 위에 금속 호일(500)을 압착한다. 도 5c를 참조하면, 상기 절연층(400)은 포토 레지스트 물질, 유전체 물질 또는 세라믹 물질이 채용될 수 있으며, 바람직하게는 제 1전도층(200)을 감싸도록 형성하여 쇼트를 방지하는 것이 바람직하다. 절연층이 적층된 후에는 그 위에 금속과의 접착력을 높이기 위해 얇은 금속 호일(500)을 압착시켜 적층하는 것이 바람직하다.
금속 호일(500)을 적층하면, 도 5d와 같이 상기 금속 호일(500)과 PTC 소자(100)의 측면 및 제 2전도층(300)의 외부 전체를 감싸도록 도금층(600)을 형성하여 PTC 소자의 상부 금속 호일(500)과 PTC 소자 하부의 제 2전도층(300)을 전기적으로 연결한다. 상기 공정은 다양한 형태의 실시예가 사용 가능하며, 예를 들어 제 1전도층(200)과 제 2전도층(300)이 라미네이터되어 있는 PTC 소자(100)의 측면에만 무전해 및 전해 도금을 실시하거나, 또는 상기 측면에 슬릿 또는 홈을 형성하고 그 슬릿 또는 홈을 상기와 같이 도금처리하여 통전시킬수 있다. 이때, 사용되는 도금 재료로는 니켈, 구리, 주석, 은, 금 또는 그 합금을 채용할 수 있다.
도금층(600)에 의해 전면이 통전되면, 전극 형성을 위해 상기 도금층(600)을 분리시킨다. 도 5e를 참조하면, 본 실시예에서는 전극을 형성하기 위해 에칭을 실시한다. 식각되는 깊이는 PTC 소자(100)의 상면에 있어서는 최위층으로부터 도금층 (600)과 금속 호일(500)이며, PTC 소자(100)의 하면에 있어서는 최하층에서부터 제 2전도층(300)과 도금층(600)이 식각되어 각각의 전극을 형성하게 된다. 예컨대,PTC 소자(10)의 상면에 있어서는 절연층(400)의 일부(B)가 노출되며, PTC 소자의 하면에 있어서는 PTC 소자(10)의 일부(C)가 노출되어 PTC 서미스터에 전극을 형성하게 된다.
도 5f는 식각된 PTC 서미스터의 일부분에 절연물질(700)을 채우는 공정을 나타낸 도면이다. 절연물질로는 포토 레지스트, 세라믹 및 솔더 마스크 등의 다양한 형태가 채용 가능하며, 바람직하게는 다음 공정에서 솔더층이 형성되므로 솔더 마스크(resist)를 이용하여 전극 사이를 절연시킨다. 이때, 상기 솔더 마스크는 에칭되어 노출된 부분만을 채울 수도 있지만, 솔더 브릿지에 의한 단락 방지를 위해 소정량을 오버플로되도록하여 절연 범위를 확장시키는 것이 바람직하다.
도 5g는 상기 절연물질(700)의 주위를 솔더층(800)으로 감싸는 공정을 나타낸 도면으로, 이 솔더층(800)은 인쇄회로기판과의 접착성 향상을 위해 형성된다. 이때 사용가능한 솔더 조성물로는 주석과 납의 혼합물이 채용될 수 있으며, 전해도금 또는 솔더 침액과 같은 방식에 의해 솔더층을 형성한다.
상기와 같이 제조된 표면실장형 PTC 서미스터에 전류가 흐르는 상태를 도 6에 나타내었으며 도면의 화살표는 전류의 흐름을 나타낸다. 도 6을 참조하면, 기판과 접속되어 있는 솔더층(820)을 통해 들어온 전류는 제 2도금층(620) 및 제 2전극(320)을 거쳐 PTC 소자(100)로 흘러가게 되며, PTC 소자(100)로 흘러들어온 전류는 도체를 따라 흐르는 것이 빠르기 때문에 제 1전도층(200)으로 유도된다. 제 1전도층(200)을 거친 전류는 다시 PTC 소자(100)를 거쳐 극성이 다른 제 1전극(310), 제 1도금층(610) 및 솔더층(810)을 통해 기판으로 빠져나가게 된다. 만약, 본 PTC소자의 상하가 뒤집혀서 회로기판에 설치된다 하더라도 최외각의 솔더층(820)을 통해 유입되는 전류는 제 2도금층(620), 제 2금속 호일(520) 및 제 2전극(320)을 거쳐 PTC 소자(100)로 흘러가며, PTC 소자(100)로 흘러들어온 전류는 제 1전도층(200)을 거쳐 제 1전극(310), 제 1금속호일(510) 및 제 1도금층(610)을 통해 솔더층(810)으로 빠져나가게 된다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
본 전극이 동일한 면에 위치한 피티씨 서미스터에 따르면, 전극이 동일한 면상에 대향하게 위치하기 때문에 전극이 다른 면상에 위치함으로 인해 형성되는 구조적 비대칭성을 해소시킬 수 있으며, 전극을 한면으로 통전시키기 위해 발생하는 전기적 연결부위가 불필요하게 되어 PTC 소자의 팽창에 대한 취약성을 해결할 수 있다. 나아가, PTC 서미스터의 상하면을 모두 전극으로 사용할 수 있도록 전극을 형성시킴으로서 회로기판에 실장시 용이하게 설치할 수 있다.

Claims (26)

  1. 인쇄회로기판에 표면 실장되어 과전류에 따른 회로를 보호하기 위한 PTC 서미스터에 있어서,
    상하 양면을 가지는 PTC 소자;
    상기 PTC 소자의 일면에 형성된 전도층;및
    상기 PTC 소자의 타면에 형성되며, 전기적으로 분리되도록 이격 설치되는 제 1전극과 제 2전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 PTC 서미스터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 PTC 소자는 폴리머로 구성되는 것을 특징으로 하는 피티씨 서미스터.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 전도층은 쇼트방지를 위해 PTC 소자의 폭보다 작게 형성되며, 양측 단부에 PTC 소자의 일부를 노출하고 있는 것을 특징으로 하는 피티씨 서미스터.
  4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 전도층의 외부에는 절연층이 형성되는 것을 특징으로 하는 피티씨 서미스터.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1전극과 제 2전극은 에칭에 의해 이격 형성되는 것을 특징으로 하는 피티씨 서미스터.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 이격 설치된 제 1전극과 제 2전극의 사이에는 절연물질이 삽입되는 것을 특징으로 하는 피티씨 서미스터.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 절연물질은 제 1전극과 제 2전극의 틈과 상기 전극들의 일부를 덮도록 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 피티씨 서미스터.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1전극과 제 2전극은 외부에 인쇄기판과 각각 전기적으로 접속되도록하는 솔더층을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 피티씨 서미스터.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 솔더층은 제 1전극과 제 2전극을 감싸도록 형성되며, 절연물질에 의해 전기적으로 분리되는 것을 특징으로 하는 피티씨 서미스터.
  10. 인쇄회로기판에 표면 실장되어 과전하에 따른 회로를 보호하기 위한 피티씨 서미스터에 있어서,
    상하 양면을 가지는 PTC 소자;
    상기 PTC 소자의 일면에 형성되는 전도층;
    상기 전도층을 감싸며 양 종단이 상기 PTC 소자에 연결되어, 상기 전도층을 외부로부터 절연시키는 절연층;
    상기 절연층 상에 형성되며 전기적으로 분리되도록 이격 설치되는 제 1, 제 2의 금속 호일;
    상기 PTC 소자의 타면에 형성되며, 전기적으로 분리되도록 이격 설치되는 제 1전극과 제 2전극;및
    상기 제 1 금속호일과 상기 제 1전극, 제 2 금속호일과 제 2전극을 각각 통전되도록 연결하는 제 1, 제 2의 도금층을 포함하는 것을 특징으로 하는 피티씨 서미스터.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2도금층의 외부를 감싸고, 각각 전기적으로 인쇄기판과 접속되도록 하는 솔더층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피티씨 서미스터.
  12. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,
    상기 전극, 금속 호일, 도금층 및 솔더층의 전기적 분리는 에칭에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 피티씨 서미스터.
  13. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,
    상기 전기적으로 분리되어 있는 상기 전극, 금속호일, 도금층 및 솔더층의 사이는 절연물질로 채워지는 것을 특징으로 하는 피티씨 서미스터.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 PTC 소자는 폴리머로 구성되는 것을 특징으로 하는 피티씨 서미스터.
  15. 인쇄회로기판에 표면 실장되어 과전류에 따른 회로를 보호하기 위한 PTC 서미스터 제조 방법에 있어서,
    상하 양면을 가지는 PTC 소자를 구비하는 단계;
    상기 PTC 소자의 양면에 전도층을 형성하는 단계;및
    상기 PTC 소자 일면의 전도층을 전기적으로 분리되도록 하여 제 1전극과 제 2전극을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 PTC 서미스터 제조 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 전도층은 무전해 또는 전해 도금, 도전성 접착제를 이용한 금속 호일 접합 또는 압착공정에 의한 접합 중 어느 하나를 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 전도층의 분리는 에칭에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  18. 제 15항에 있어서,
    상기 제 1전극과 제 2전극의 사이에는 절연물질이 채워지는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 절연물질은 제 1전극과 제 2전극의 틈과 상기 전극들의 일부를 덮도록 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  20. 제 15항에 있어서,
    상기 제 1전극과 제 2전극의 외부에 각각 전기적으로 인쇄기판과 접속되도록 하는 솔더층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 솔더층은 제 1전극과 제 2전극을 감싸도록 형성되며, 절연물질에 의해 전기적으로 분리되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  22. 인쇄회로기판에 표면 실장되어 과전하에 따른 회로를 보호하기 위한 피티씨 서미스터 제조 방법에 있어서,
    (a)상하 양면을 가지는 PTC 소자를 구비하는 단계;
    (b)상기 PTC 소자의 양면에 제 1전도층과 제 2전도층을 형성하는 단계;
    (c)상기 PTC 소자의 일면에 형성된 제 1전도층을 외부로 노출되지 않도록 절연물질로 감싸서 절연층을 형성하는 단계;
    (d)상기 절연층 상에 금속 호일을 압착하는 단계;
    (e)상기 금속 호일과 PTC 소자의 타면에 형성된 제 2전도층을 전기적으로 연결하기 위해 도금층을 형성하는 단계;및
    (f)통전이 가능한 상기 금속 호일과, 상기 PTC 소자의 타면에 형성된 제 2전도층과. 상기 금속 호일과 제 2전도층을 둘러싸고 있는 도금층을 전기적으로 분리시켜서 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 PTC 서미스터 제조방법.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 단계 (c)는 제 1전도층의 양 종단부를 제거하는 단계와,
    상기 제 1전도층의 표면과 상기 전도층이 제거되어 일부가 노출된 PTC 소자의 일부분을 절연물질로 감싸서 절연층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  24. 제 22항에 있어서,
    상기 단계 (f)의 전극 분리는 에칭에 의해 이루지는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  25. 제 22항에 있어서,
    상기 전기적으로 분리된 전극 사이를 절연물질로 채우는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  26. 제 22항에 있어서,
    상기 분리된 전도층의 외부를 감싸며 전기적으로 인쇄기판과 각각 접속되도록 하는 솔더층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100718653B1 (ko) * 2005-03-22 2007-05-15 한준선 비중차식 원심난류차이를 이용한 다용도 선별파쇄장치
KR101102698B1 (ko) * 2009-12-28 2012-01-05 주식회사 케이이씨 써미스터 및 그 제조 방법
CN109192422A (zh) * 2018-09-10 2019-01-11 深圳中科四合科技有限公司 一种ptc器件的制造方法及ptc器件
EP3863029A1 (en) * 2020-02-05 2021-08-11 MAHLE International GmbH Ptc thermistor module for a temperature control device

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4200970A (en) * 1977-04-14 1980-05-06 Milton Schonberger Method of adjusting resistance of a thermistor
JPS5566745A (en) * 1978-11-14 1980-05-20 Toshiba Corp Psychroelement
JPH05291002A (ja) * 1992-04-10 1993-11-05 Koa Corp 正温度係数素子、その応用素子及びその製造方法
JPH10261507A (ja) * 1997-03-18 1998-09-29 Murata Mfg Co Ltd サーミスタ素子
JPH11121202A (ja) * 1997-10-14 1999-04-30 Nippon Tungsten Co Ltd Ｐｔｃセラミックス素子の製造方法
JPH11219805A (ja) * 1997-10-24 1999-08-10 Murata Mfg Co Ltd チップ型サーミスタ

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100718653B1 (ko) * 2005-03-22 2007-05-15 한준선 비중차식 원심난류차이를 이용한 다용도 선별파쇄장치
KR101102698B1 (ko) * 2009-12-28 2012-01-05 주식회사 케이이씨 써미스터 및 그 제조 방법
CN109192422A (zh) * 2018-09-10 2019-01-11 深圳中科四合科技有限公司 一种ptc器件的制造方法及ptc器件
EP3863029A1 (en) * 2020-02-05 2021-08-11 MAHLE International GmbH Ptc thermistor module for a temperature control device
US11295878B2 (en) 2020-02-05 2022-04-05 Mahle International Gmbh PTC thermistor module for a temperature control device

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