KR20050054276A

KR20050054276A - Polymer positive temperature coefficient thermistor and the manufacturing method

Info

Publication number: KR20050054276A
Application number: KR1020030087629A
Authority: KR
Inventors: 이경민; 정태석; 주인호; 임동현; 강종하
Original assignee: 삼화콘덴서공업주식회사
Priority date: 2003-12-04
Filing date: 2003-12-04
Publication date: 2005-06-10

Abstract

본 발명은 다층 구조의 칩형 폴리머 피티씨 서미스터에 있어서: 도전성 폴리머시트(11); 상기 폴리머시트(11)의 상하단에 도금되며 일측면이 각기 다른 내측면전극(31)에 연결된 내층전극(21); 상기 내층전극(21)의 일면에 각각 형성된 도전성 외측 폴리머시트(13, 15); 상기 외측 폴리머시트(13, 15)에 각각 금속박으로 형성되어 일측면이 각기 다른 내측면전극(31)에 연결된 외층전극(23, 25); 상기 복수의 내층전극(21) 및 복수의 외층전극(23, 25)의 일측면이 각각 엇갈린 구조로 연결되어 회로기판과 접속되는 측면전극(31); 및 상기 외층전극(23, 25)의 일면에 형성되어 전극을 보호하는 보호시트(17);를 구비하여, 전극으로 도금전극과 금속박전극을 동시에 사용하는 하이브리드 전극 방식으로 설계함으로써, 다층 구조의 전극을 형성할 경우 전극의 적층이 용이하여 생산성과 내구성을 향상시킬 수 있음과 아울러 다양한 전기적 특성을 만족시켜 활용도를 보다 더 높일 수 있는 칩형 피티씨 서미스터 및 그 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a chip-shaped polymer PTC thermistor having a multilayer structure: a conductive polymer sheet (11); An inner layer electrode 21 plated on upper and lower ends of the polymer sheet 11 and connected to inner surface electrodes 31 having one side thereof different from each other; Conductive outer polymer sheets 13 and 15 formed on one surface of the inner layer electrode 21; Outer layer electrodes 23 and 25 formed of metal foils on the outer polymer sheets 13 and 15, respectively, and connected to inner surface electrodes 31 of one side thereof; Side electrodes 31 connected to one side of the plurality of inner layer electrodes 21 and the plurality of outer layer electrodes 23 and 25 in a staggered structure and connected to a circuit board; And a protective sheet 17 formed on one surface of the outer layer electrodes 23 and 25 to protect the electrode, and designed by using a hybrid electrode method using both a plating electrode and a metal foil electrode as electrodes. When forming the present invention provides a chip-type PTC thermistor and a method of manufacturing the same to facilitate the stacking of the electrode to improve the productivity and durability, and to further increase the utilization by satisfying various electrical properties.

Description

Chip type PTC thermistor and its manufacturing method {POLYMER POSITIVE TEMPERATURE COEFFICIENT THERMISTOR AND THE MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 칩형 서미스터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소형 칩형 폴리머 피티씨 서미스터(Polymer Positive Temperature Coefficient Thermistor)에 사용되는 금속전극으로 금속박 전극과 도금 전극을 동시에 사용하고 소자의 측면에 도금이 가능하도록 설계함으로써, 전극의 적층을 용이하게 함과 아울러 내구성 및 전기적 특성을 향상시킬 수 있는 칩형 피티씨 서미스터 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a chip-type thermistor, and more particularly, a metal electrode used in a small chip-type polymer positive temperature coefficient thermistor (metal positive electrode) is used to simultaneously use the metal foil electrode and the plated electrode and to be plated on the side of the device The present invention relates to a chipped PTC thermistor capable of facilitating stacking of electrodes and improving durability and electrical characteristics, and a method of manufacturing the same.

일반적으로, 폴리머 피티씨(P-PTC)는 특수한 폴리머와 전도성 물질로 구성되어 있어 정상상태에서 도전성 물질이 결합되어 있는 상태로 낮은 전기저항을 가지는 사슬구조로 이루어져 있다.In general, polymer PTC (P-PTC) is composed of a special polymer and a conductive material is composed of a chain structure having a low electrical resistance in a state in which the conductive material is bonded in a steady state.

전기저항이 낮을 때는 폴리머 피티씨를 통하는 전류에 의한 줄(Joule) 열이 미세하여 결정구조의 변화가 없지만, 과전류에 의한 줄(Joule) 열이 발생되면 결정구조가 무정형의 폴리머 구조로 변화하게 되어 도전체 내부의 전기저항은 급격히 증가하게 되며, 이로 인하여 소자에 흐르는 과전류를 제한하게 된다.When the electrical resistance is low, there is no change in the crystal structure due to minute Joule heat caused by the current through the polymer PTI, but when Joule heat is generated due to overcurrent, the crystal structure changes to an amorphous polymer structure. The electrical resistance inside the body increases rapidly, thereby limiting the overcurrent flowing through the device.

이때, 비정상 조건이 제거되고 소자의 온도가 낮아지면 도전체 내부의 사슬이 다시 형성되어 낮은 저항치를 회복하게 된다.At this time, when the abnormal condition is removed and the temperature of the device is lowered, the chains inside the conductor are formed again to recover the low resistance value.

이러한 특성을 이용한 응용 가능한 장치로는 1차 및 2차전지, 컴퓨터 회로, 각종 전기전자제품, 소형모터 및 각종 통신기기 등의 과열 및 과전류 보호소자로 널리 사용되고 있다.Applicable devices using these characteristics are widely used as overheat and overcurrent protection devices for primary and secondary batteries, computer circuits, various electrical and electronic products, small motors, and various communication devices.

종래의 칩형 피티씨 서미스터의 제조 방법은, 올레핀계 폴리머수지와 도전성 입자인 카본을 배합하여 폴리머시트를 형성한 후 2매의 금속박에 상기 폴리머시트를 끼우고 가열가압 성형에 의해 일체화시켜 시트를 형성하였다.In the conventional method for manufacturing a chip-shaped PTC thermistor, an olefinic polymer resin and carbon which is conductive particles are formed to form a polymer sheet, and then the polymer sheet is sandwiched between two metal foils and integrated by heat and pressure molding to form a sheet. It was.

다음 상기 일체화한 시트에 화학 가교 또는 조사 가교를 실시한 후 일정한 간격으로 미세 관통홀(Through Hole)을 형성하고, 이어 금속박의 표면에 포토 리소그래피 공정에 의해 패턴을 에칭한 후 그 패턴의 표면에 보호시트를 형성하였다. 이어, 관통홀의 내벽 등에 도금막을 형성한 후 종방향과 횡방향으로 절단하여 종래의 칩형 피티씨 소자를 제조하였다.Next, after performing chemical crosslinking or irradiation crosslinking on the integrated sheet, fine through holes are formed at regular intervals, and then a pattern is etched on the surface of the metal foil by a photolithography process, and then a protective sheet is formed on the surface of the pattern. Was formed. Subsequently, a plated film was formed on the inner wall of the through hole and cut in the longitudinal direction and the transverse direction to manufacture a conventional chip type PTC element.

하지만, 상기와 같은 방식으로 제조된 칩형 피티씨는 다층 구조를 형성하는 공정이 복잡하고 다양한 두께의 전극 형성이 어렵고, 또한 납땜으로 회로기판에 실장할 경우 작은 관통홀을 전극접합부로 사용하기 때문에 전극접합부의 면적이 작아 땜납과의 접촉면적이 작으므로 도전성 폴리머의 팽창 수축의 반복에 의해 도전체와 상하 전극접합부에 걸린 응력으로 도전체와 상하의 전극접합부에 크랙이 발생하거나 심할 경우 소자가 이탈하게 되는 문제점이 발생하였다.However, the chip-type PTC manufactured in the above-described manner is difficult to form a multilayer structure, difficult to form electrodes of various thicknesses, and when mounted on a circuit board by soldering, a small through hole is used as an electrode junction part. Since the area of the junction is small and the contact area with the solder is small, the cracks occur in the conductor and the upper and lower electrode junctions due to the stress applied to the conductor and the upper and lower electrode junctions by repeated expansion and contraction of the conductive polymer, and the device is separated. A problem occurred.

따라서, 본 발명의 목적은 칩형 폴리머 피티씨 서미스터(Polymer Positive Temperature Coefficient Thermistor)에 사용되는 금속전극으로 도금전극과 금속박전극을 동시에 사용하는 하이브리드 전극 방식으로 설계함으로써, 다층 구조의 전극을 형성할 경우 전극의 적층이 용이하여 생산성과 내구성을 향상시킬 수 있음과 아울러 다양한 전기적 특성을 만족시켜 활용도를 보다 더 높일 수 있는 칩형 피티씨 서미스터 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to design a hybrid electrode method using a plating electrode and a metal foil electrode simultaneously as a metal electrode used for a chip-type polymer positive temperature coefficient thermistor, thereby forming an electrode having a multilayer structure. It is to provide a chip-type PTC thermistor and a method of manufacturing the same that can be easily laminated to improve productivity and durability, and can further increase utilization by satisfying various electrical characteristics.

또한, 본 발명의 다른 목적은 칩형 폴리머 피티씨 서미스터의 측면에 도금이 가능하도록 설계하되, 회로기판과 접합되는 전극접합부의 양측면을 원호 형태로 제작하여 납땜부위의 면적을 넓힘으로써, 전극접합부의 강도의 편차가 적어 납땜성이 우수함과 아울러 전기적 특성을 향상시킬 수 있는 칩형 피티씨 서미스터 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.In addition, another object of the present invention is designed to be plated on the side of the chip-shaped polymer PTC thermistor, but by making both sides of the electrode junction portion bonded to the circuit board in the form of an arc to increase the area of the soldering portion, the strength of the electrode junction portion The present invention provides a chip-shaped PTC thermistor capable of improving solderability and improving electrical characteristics due to a small variation of, and a method of manufacturing the same.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은, 다층 구조의 칩형 폴리머 피티씨 서미스터에 있어서: 도전성 폴리머시트(11); 상기 폴리머시트(11)의 상하단에 도금되며 일측면이 각기 다른 내측면전극(31)에 연결된 내층전극(21); 상기 내층전극(21)의 일면에 각각 형성된 도전성 외측 폴리머시트(13, 15); 상기 외측 폴리머시트(13, 15)에 각각 금속박으로 형성되어 일측면이 각기 다른 내측면전극(31)에 연결된 외층전극(23, 25); 상기 복수의 내층전극(21) 및 복수의 외층전극(23, 25)의 일측면이 각각 엇갈린 구조로 연결되어 회로기판과 접속되는 측면전극(31); 및 상기 외층전극(23, 25)의 일면에 형성되어 전극을 보호하는 보호시트(17);를 구비한 것을 특징으로 한다.Technical means of the present invention for achieving the above object, in a multi-layer chip-shaped polymer PTC thermistor: a conductive polymer sheet (11); An inner layer electrode 21 plated on upper and lower ends of the polymer sheet 11 and connected to inner surface electrodes 31 having one side thereof different from each other; Conductive outer polymer sheets 13 and 15 formed on one surface of the inner layer electrode 21; Outer layer electrodes 23 and 25 formed of metal foils on the outer polymer sheets 13 and 15, respectively, and connected to inner surface electrodes 31 of one side thereof; Side electrodes 31 connected to one side of the plurality of inner layer electrodes 21 and the plurality of outer layer electrodes 23 and 25 in a staggered structure and connected to a circuit board; And a protective sheet 17 formed on one surface of the outer layer electrodes 23 and 25 to protect the electrode.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 방법은, 도전성 폴리머시트(11)의 상하면에 도금에 의해 내층전극(21)을 형성하는 단계; 상기 내층전극(21)을 에칭하여 상하 전극면에 패턴(27)을 형성하는 단계; 상기 패턴(27)이 형성된 상하 전극면에 도금층이 없는 도전성 폴리머시트(13, 15)를 각각 겹쳐 일체화시키는 단계; 상기 도전성 폴리머시트의 상하면에 각각 금속박을 가열가압 성형에 의해 일체화시키는 단계; 상기 일체화된 금속박을 에칭하여 내층전극과 엇갈린 구조로 패턴(27)을 생성하는 단계; 상기 패턴(27)이 형성된 시트에 패턴(27)으로 단위부품의 크기가 임의 지정된 단위부품의 사각모서리에 관통홀(29)을 각각 형성하는 단계; 상기 시트의 관통홀(29) 사이 공간의 상하면에 패턴(27)을 덮도록 보호시트(17)를 형성하는 단계; 상기 보호시트(17)와 나란한 방향으로 관통홀(29)을 따라 시트를 절단하여 시트 바(Sheet bar)를 형성하는 단계; 및 상기 절단된 시트 바를 도금 공정을 통하여 측면전극(31)을 형성한 후 시트 바를 단위부품별로 절단하여 완성하는 단계;를 수행하는 것을 특징으로 한다.In addition, the technical method of the present invention for achieving the above object, the step of forming the inner electrode 21 by plating on the upper and lower surfaces of the conductive polymer sheet (11); Etching the inner electrode 21 to form a pattern 27 on upper and lower electrode surfaces; Integrally stacking conductive polymer sheets 13 and 15 without a plating layer on upper and lower electrode surfaces on which the pattern 27 is formed; Integrating the metal foil on the upper and lower surfaces of the conductive polymer sheet by hot pressing; Etching the integrated metal foil to form a pattern 27 in a structure staggered with an inner layer electrode; Forming through-holes 29 in the rectangular corners of the unit parts in which the size of the unit parts is arbitrarily designated as the pattern 27 in the sheet on which the pattern 27 is formed; Forming a protective sheet (17) on the upper and lower surfaces of the space between the through holes (29) of the sheet to cover the pattern (27); Forming a sheet bar by cutting the sheet along the through hole 29 in a direction parallel to the protective sheet 17; And cutting the cut sheet bar by forming a side electrode 31 through a plating process and then cutting the sheet bar by unit parts.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 살펴보고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1a는 본 발명의 일실시예에 의한 다층 칩형 피티씨 서미스터를 나타낸 사시도이고, 도 1b는 도 1a의 A-A선 단면도이다.FIG. 1A is a perspective view illustrating a multilayer chip-type PTC thermistor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 1A.

도 1a 및 도 1b에 도시한 바와 같이 다층 구조의 칩형 폴리머 피티씨 서미스터(10)는, 내층 도전성 폴리머시트(11)와, 상기 폴리머시트(11)의 상하단에 도금되며 일측면이 각기 다른 내측면전극(31)에 연결된 내층전극(21; 21-1, 21-2)과, 상기 내층전극(21)의 일면에 각각 형성된 도전성 외측 폴리머시트(13, 15)와, 상기 외측 폴리머시트(13, 15)에 각각 금속박으로 형성되어 일측면이 각기 다른 내측면전극(31)에 연결된 외층전극(23, 25)과, 상기 외층전극(23, 25)의 일면에 형성되어 전극을 보호하는 보호시트(17)와, 상기 복수의 내층전극(21) 및 복수의 외층전극(23, 25)의 일측면이 각각 엇갈린 구조로 연결된 내측면전극(31), 및 상기 내측면전극(31)의 외측에 형성된 외측면전극(35)으로 이루어져 있다.As shown in FIGS. 1A and 1B, the chip-shaped polymer PTC thermistor 10 having a multi-layer structure is plated on the inner conductive polymer sheet 11 and the upper and lower ends of the polymer sheet 11 and has different inner surfaces on one side thereof. Inner layer electrodes 21 (21-1, 21-2) connected to the electrode 31, conductive outer polymer sheets 13 and 15 formed on one surface of the inner layer electrode 21, and the outer polymer sheet 13, 15 is formed of metal foils on one side of each of the outer layer electrodes 23 and 25 connected to different inner side electrodes 31 and a protective sheet formed on one surface of the outer layer electrodes 23 and 25 to protect the electrodes ( 17 and an inner surface electrode 31 connected to one side of the plurality of inner layer electrodes 21 and the plurality of outer layer electrodes 23 and 25 in a staggered structure, and formed outside the inner surface electrode 31. The outer surface electrode 35 is formed.

예컨대, 폴리머시트(11∼15)는 결정성 폴리머인 폴리에틸렌과 도전성 입자인 카본블랙의 혼합물로서 피티씨 특성을 가진 도전성 폴리머로 이루어져 있고, 내층전극(21)은 무전해 또는 전해도금에 의해 생성된 니켈 또는 구리 도금층으로 이루어져 있고, 외층전극(23, 25)은 동박, 니켈도금 동박 또는 니켈박 등과 같은 금속박으로 이루어져 있다.For example, the polymer sheets 11 to 15 are a mixture of polyethylene, which is a crystalline polymer, and carbon black, which are conductive particles, and are made of a conductive polymer having PtC characteristics. The inner layer electrode 21 is formed by electroless or electroplating. It consists of a nickel or copper plating layer, and the outer layer electrodes 23 and 25 consist of metal foil, such as copper foil, nickel plating copper foil, or nickel foil.

아울러, 보호시트(17)는 에폭시 혼합 아크릴계 수지로 이루어진 보호코트이고, 상기 도전성 폴리머의 측면 전면에 설치되어 상기 내층전극(21)과 외층전극(23, 25)을 전기적으로 접속하는 내측면전극(31)은 니켈도금으로 이루어진 것이며, 상기 내측면전극(31)의 표면을 감싸고 있는 외측면전극(35)은 내측면전극(31)과의 납땜성을 향상시키기 위한 주석도금으로 이루어져 있다.In addition, the protective sheet 17 is a protective coat made of an epoxy mixed acrylic resin, the inner surface electrode which is installed on the side surface of the conductive polymer to electrically connect the inner layer electrode 21 and the outer layer electrodes (23, 25) ( 31 is made of nickel plating, and the outer surface electrode 35 covering the surface of the inner surface electrode 31 is made of tin plating to improve solderability with the inner surface electrode 31.

상기에서 측면전극을 내측면전극(31)과 외측면전극(35)으로 이루어진 복수층으로 구성하였지만, 단일층으로만 구성하여도 무방하다.Although the side electrode is composed of a plurality of layers consisting of the inner surface electrode 31 and the outer surface electrode 35, it may be composed of only a single layer.

상기와 같이 구성된 다층 칩형 폴리머 서미스터의 제조방법에 대하여 도 2a 내지 도 2m을 참조하여 설명하고자 한다.A method of manufacturing a multilayer chip type polymer thermistor configured as described above will be described with reference to FIGS. 2A to 2M.

먼저, 결정화도가 60∼90%인 고밀도 폴리에틸렌 30∼60중량%와, 입자 직경이 30∼90nm이고 비표면적이 20∼90㎡/g인 카본블랙 40∼70중량%, 기타 첨가물을 1∼3중량%를 약 140∼160℃로 가열한 2본 롤에서 대략 15∼30분간 혼합하고, 상기 혼합물을 시트 형상으로 뽑아내어 도 2a와 같은 도전성 폴리머시트(11, 13, 15)를 제작한다.First, 30 to 60% by weight of high-density polyethylene having a crystallinity of 60 to 90%, 40 to 70% by weight of carbon black having a particle diameter of 30 to 90 nm and specific surface area of 20 to 90 m 2 / g, and 1 to 3 weight of other additives The mixture is mixed for about 15 to 30 minutes in two rolls heated at about 140 to 160 ° C, and the mixture is taken out into a sheet to produce conductive polymer sheets 11, 13 and 15 as shown in FIG. 2A.

다음에 도 2a와 같은 도전성 폴리머시트(11)에서 무수크롬산과 황산을 사용하여 산세(酸洗)처리한 후 촉매 처리하여 화학 니켈도금한 다음 니켈 와트 욕 중에 대략 30분간, 전류밀도는 대략 4A/d㎡에서 도 2b와 같이 니켈도금막을 형성하여 내층전극(21)을 만든 후 포토 리소그래피 공정에 의해 에칭하여 소정의 패턴(27)을 도 2c와 같이 형성하였다.Next, in the conductive polymer sheet 11 as shown in FIG. 2A, acid pickling was performed using chromic anhydride and sulfuric acid, followed by catalytic treatment, followed by chemical nickel plating. Then, the current density was approximately 4 A / in a nickel watt bath. At 2 m 2, a nickel plated film was formed to form an inner layer electrode 21 and then etched by a photolithography process to form a predetermined pattern 27 as shown in FIG. 2C.

이어, 상기 패턴(27)이 형성된 시트에 도 2d와 같이 시트의 상면과 하면에 도금이 되지 않은 도전성 폴리머시트(13, 15)를 도 2e와 같이 각각 겹치고, 다시 도 2f와 같이 폴리머시트(13, 15)의 표면에 구리나 니켈이 도금되어 있는 금속박의 외층전극(23, 25)을 안착시킨 후 이 형태가 변화하지 않도록 틀을 대고 90∼150℃로 가열하여 20∼50kgf/㎠ 압력으로 1∼10분간 프레스 압착하여 니켈도금으로 이루어진 내층전극(21)과 금속박으로 이루어진 외층전극(23, 25)이 일체화된 시트를 도 2g와 같이 제작한 후 전자선을 대략 10∼50Mrad 조사하여 폴리머 가교를 행하였다.Subsequently, the conductive polymer sheets 13 and 15 which are not plated on the upper and lower surfaces of the sheet are overlapped with each other as shown in FIG. 2E, and the polymer sheet 13 as shown in FIG. 2F. , 15) the outer layer electrodes 23 and 25 of the metal foil plated with copper or nickel on the surface of the surface, and then placed in a frame so as not to change the shape and heated to 90 ~ 150 ℃ 1 to a pressure of 20 ~ 50kgf / ㎠ After press-pressing for 10 minutes, a sheet in which the inner layer electrode 21 made of nickel plating and the outer layer electrodes 23 and 25 made of metal foil were integrated was fabricated as shown in FIG. 2G. It was.

다음에 상기 가교된 금속박이 일체화된 시트를 포토 리소그래피 공정에 의해 에칭하여 도 2h와 같이 금속박인 외층전극(23, 25)에 패턴(27)을 형성한다.Next, the sheet in which the crosslinked metal foil is integrated is etched by a photolithography process to form a pattern 27 on the outer layer electrodes 23 and 25 made of metal foil as shown in FIG. 2H.

이어, 도 2i에서와 같이 전극에 형성된 패턴(27)으로 단위부품의 크기가 임의로 정해진 단위부품의 사각모서리에 각각 드릴 또는 금형 프레스에 의해 복수의 관통홀(29)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 2I, the plurality of through holes 29 are formed by a drill or a mold press in the rectangular corners of the unit parts of which the size of the unit parts is arbitrarily determined.

이어, 도 2j에 나타내듯이, 상기 관통홀(29)이 형성된 시트에 각 관통홀(29) 사이의 외층전극(23, 25)의 표면에 보호시트(17)를 형성한다. 상기 보호시트(17)는 관통홀(29)이 덮이지 않도록 부착한다.2J, the protective sheet 17 is formed on the surface of the outer layer electrodes 23 and 25 between the respective through holes 29 in the sheet on which the through holes 29 are formed. The protective sheet 17 is attached so that the through hole 29 is not covered.

다음, 소정의 절단도구(Blade)를 사용하여 도 2k와 같이 보호시트(17)가 절단되지 않도록 보호시트(17)와 나란한 방향으로 각 관통홀(29)을 중심선(㉮)으로 하여 절단하여 시트 바(Sheet Bar)를 만든다.Next, using a predetermined cutting tool (Blade) to cut the sheet through each through hole 29 in the direction parallel to the protective sheet 17 in a direction such that the protective sheet 17 is not cut as shown in Figure 2k Create a Bar

다음 도 2k와 같이 절단된 일렬의 시트 바를 무수크롬산과 황산을 사용하여 산세처리 후 각각 무전해 배럴(barrel)도금 방식으로 촉매 처리하여 니켈도금한 다음 니켈 와트 욕 중에 대략 30분간, 전류밀도 약 10A/d㎡에서 니켈도금막을 5∼10㎛의 두께로 형성하여 내측면전극(31)을 완성한다.Next, as shown in FIG. 2K, the line of sheet bars cut are pickled using chromic anhydride and sulfuric acid, and then subjected to nickel plating by catalytic treatment using an electroless barrel plating method, followed by nickel plating for about 30 minutes in a nickel watt bath, and current density of about 10A. A nickel plated film is formed at a thickness of 5 to 10 탆 at / dm 2 to complete the inner surface electrode 31.

그리고, 다시 산세처리 후 내측면전극(31)의 표면에 배럴 전해도금 방식을 사용하여 주석으로 3∼10㎛의 주석도금막을 형성하여 외측면전극(35)을 2차로 형성한다.After the pickling process, a tin plated film having a thickness of 3 to 10 µm is formed on the surface of the inner surface electrode 31 by using a barrel electroplating method to form the outer surface electrode 35 secondly.

다음에, 상기 시트 바를 도 2l과 같이 금형 프레스나 다이신 머신 또는 칼날(Blade)과 같은 절단도구를 이용하여 관통홀(29)을 중심선(㉯)으로 하여 절단함에 따라 각각의 단위부품 조각으로 분할하여 도 2m과 같은 칩형 피티씨 서미스터(10)를 제작 완료한다.Next, as shown in FIG. 2L, the sheet bar is divided into pieces of unit parts by cutting the through-hole 29 as a center line by using a cutting tool such as a die press, a diesin machine, or a blade. Then, the chip type PTC thermistor 10 as shown in FIG. 2M is completed.

종래의 칩형 폴리머 피티씨 서미스터를 회로기판에 납땜 방식으로 실장할 경우, 땜납의 인쇄 불균일 또는 전극과 접속불량 등으로 인하여 열 사이클에 대한 땜납의 신뢰성 저하나 외관 불량 등을 발생시켰다.When a conventional chip-type polymer PTC thermistor is mounted on a circuit board by a soldering method, there is a deterioration in solder reliability or appearance defects due to thermal printing cycles or poor connection with electrodes.

본 발명의 칩형 폴리머 피티씨 서미스터 경우, 다층구조를 가지고 있으면서 내층전극(21)의 형성시에서는 도금방식으로 전극을 형성하게 되므로 폴리머시트(11)와의 조직적인 결합이 강할 뿐만 아니라 도금층(21)의 두께 조절이 용이하며, 종래의 방식과 비교하여 열적 스트레스도 적게 가공할 수 있다.In the case of the chip-type polymer PTC thermistor of the present invention, when the inner layer electrode 21 is formed while having a multi-layer structure, the electrode is formed by a plating method. It is easy to adjust the thickness and can be processed less thermal stress compared to the conventional method.

또한, 도 3a 및 도 3b에 나타내듯이 관통홀(29)로 인해 외측면전극(35)의 양측 가장자리(㉰)가 원호 형태로 제작됨에 따라 접합면적, 즉 전극접합부(㉱)의 면적이 측면전극과 관통홀을 모두 포함하므로 도 3c와 같은 종래의 전극접합부 즉, 관통홀(㉲)의 면적보다 상대적으로 훨씬 넓기 때문에 회로기판(50)에 실장할 경우 납땜(60)이 회로기판의 랜드와 안정적으로 고정되어 기존의 제품보다 안정되게 실장할 수 있다.3A and 3B, since both edges of the outer surface electrode 35 are formed in the shape of an arc due to the through hole 29, the junction area, that is, the area of the electrode junction portion, is the side electrode. Since it includes both the and the through hole is relatively much larger than the area of the conventional electrode junction, that is, the through hole as shown in Figure 3c, when mounting on the circuit board 50, the solder 60 is stable with the land of the circuit board It can be fixed more securely than existing products.

비록, 종래에도 도 3c와 같이 드릴가공으로 관통홀(㉲)을 형성하여 전극접합부로 사용하고 있지만, 도 3c와 같은 단위 부품으로 절단하기 전에 관통홀 도금공정을 실시하는 데, 그 구경이 너무 작아 도금액의 투입이 원만하지 않아 관통홀(㉲)의 내부에 도금액 흐름 및 금속이온 농도가 불안정하여 도금막의 두께 형성이 불균일하게 이루어지는 불량이 발생하였다.Although conventionally, through holes are formed as drill electrodes as shown in FIG. 3C and used as electrode joints, the through hole plating process is performed before cutting into unit parts as shown in FIG. 3C. Since the plating liquid was not injected smoothly, the plating liquid flow and the metal ion concentration were unstable in the through-holes, resulting in uneven thickness of the plating film.

그러나, 본 발명의 칩형 폴리머 피티씨 서미스터의 경우 시트 바의 형태를 배럴도금 방식을 이용하여 도금을 실시함으로써, 측면전극(31, 35)의 면에 도금액의 순환이 일정하고, 금속이온 농도가 안정하기 때문에 두께가 균일한 도금막을 형성할 수가 있다.However, in the case of the chip-shaped polymer PTC thermistor of the present invention, the plating of the sheet bar is performed by the barrel plating method, so that the circulation of the plating liquid is constant on the surfaces of the side electrodes 31 and 35, and the metal ion concentration is stable. Therefore, a plating film with a uniform thickness can be formed.

상기 본 발명의 실시에에 의하면, 도전성 폴리머(11)와 도금층 및 금속박을 상호 적층하는 것이므로 외형 치수를 변경없이 대향전극의 면적을 증가시킬 수 있으므로, 저항값을 낮출 수 있게 된다. 따라서 소형으로도 비교적 큰 전류를 흐르게 하거나 낮은 저항의 폴리머 피티씨를 제공할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, since the conductive polymer 11, the plating layer, and the metal foil are laminated to each other, the area of the counter electrode can be increased without changing the external dimensions, thereby reducing the resistance value. Therefore, even a small size can flow a relatively large current or provide a low resistance polymer PTI.

또한, 본 발명에 있어서 내층전극(21), 외층전극(23, 25) 및 측면전극(31 또는 35)을 니켈로 도금하는 것은 구리나 그 합금 등과 비교하여 강도가 좋고 납땜과의 접착성이 좋으므로, 접합력을 향상시키는 데에 효과적이므로, 니켈을 사용하는 것이 가장 바람직하다.In the present invention, the plating of the inner layer electrodes 21, the outer layer electrodes 23, 25, and the side electrodes 31 or 35 with nickel has better strength and better adhesion to soldering than copper or alloys thereof. Therefore, nickel is most preferable because it is effective in improving the bonding force.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 의한 도전성 폴리머시트를 5층 이상 적층하는 공정을 도시한 것으로서, 도 2a 및 도 2m과 같은 절차를 이용하여 제조하게 된다.4A and 4B illustrate a process of stacking five or more layers of conductive polymer sheets according to another embodiment of the present invention, and are manufactured using the same procedure as FIGS. 2A and 2M.

단지, 필요에 따라 제 1 내층전극(21-1) 및 제 2 내층전극(21-2)은 도금으로 형성하고 최외층전극(23, 25)만 금속박으로 형성하거나 또는 제 1 내층전극(21-1)만 도금으로 형성하고 제 2 내층전극(21-2)과 최외층전극(23, 25)은 금속박으로 선택 형성할 수 있으며, 이는 필요에 따라 변경할 수 있음은 당연하다.However, if necessary, the first inner layer electrode 21-1 and the second inner layer electrode 21-2 are formed by plating, and only the outermost layer electrodes 23 and 25 are formed of metal foil, or the first inner layer electrode 21-is formed. 1) Only the plating may be formed, and the second inner layer electrodes 21-2 and the outermost layer electrodes 23 and 25 may be selectively formed of metal foil, which may be changed as necessary.

상기 제 1 내층전극(21-1) 및 제 2 내층전극(21-2)은 도금으로 형성하고 최외층전극(23, 25)만 금속박으로 형성할 경우, 폴리머시트(11)의 상하면에 각각 내층전극(21-1, 21-2)과 패턴(27)을 형성하는 방식으로 복수의 도금시트를 준비하고, 상기 복수의 도금시트의 사이에 별도의 폴리머시트(12)를 끼워서 정렬한 후 상호 부착한다. 이후 도 2d 내지 도 2m과 같은 과정을 통해 외측면에 별도의 폴리머시트(13, 15)를 씌운 후 금속박(23, 25)을 부착하는 과정 등을 통해 서미스터를 제조한다.When the first inner layer electrode 21-1 and the second inner layer electrode 21-2 are formed by plating and only the outermost layer electrodes 23 and 25 are formed of metal foil, the inner layer is formed on the upper and lower surfaces of the polymer sheet 11, respectively. A plurality of plating sheets are prepared by forming the electrodes 21-1 and 21-2 and the pattern 27, and the polymer sheets 12 are sandwiched and aligned between the plurality of plating sheets, and then attached to each other. do. Thereafter, the thermistor is manufactured through a process of attaching the metal sheets 23 and 25 after covering the polymer sheets 13 and 15 on the outer surface through the same process as in FIGS. 2D to 2M.

상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.While specific embodiments of the present invention have been described and illustrated above, it will be apparent that the present invention may be embodied in various modifications by those skilled in the art. Such modified embodiments should not be understood individually from the technical spirit or the prospect of the present invention, but should fall within the claims appended to the present invention.

따라서, 본 발명에서는 칩형 폴리머 피티씨 서미스터에 사용되는 내층전극을 도금에 의해 형성시키고, 외층전극을 금속박으로 처리함으로써, 내층전극에서 발생하는 계면 저항을 감소시킬 뿐만 아니라 열에 의한 열화가 적고 전극 두께를 얇게 조절할 수 있으므로 소자의 전체 두께를 감소시킬 수 있고, 또한 외층전극은 금속박을 사용하여 내구성 및 조립의 편의성을 향상시킬 수 있다.Accordingly, in the present invention, by forming the inner layer electrode used for the chip-shaped polymer PTC thermistor by plating and treating the outer layer electrode with metal foil, not only the interface resistance generated in the inner layer electrode is reduced, but also the thermal degradation is small and the electrode thickness is reduced. Since the thickness can be reduced, the overall thickness of the device can be reduced, and the outer layer electrode can use metal foil to improve durability and convenience of assembly.

또한, 회로기판과 접합되는 전극접합부의 양측면을 원호 형태로 제작하여 납땜부위의 면적을 넓힘으로써, 전극접합부의 강도의 편차가 적어 회로기판에 실장시 납땜성이 우수할 뿐만 아니라 실장시 안정되게 고정되어 제품의 전기적 특성 및 신뢰성을 확보할 수 있는 이점이 있다.In addition, by making both sides of the electrode joint to be joined to the circuit board in the shape of an arc and increasing the area of the soldering part, the variation of the strength of the electrode joint is small, so it is not only excellent in solderability at the time of mounting on the circuit board but also securely fixed at the time of mounting There is an advantage that can ensure the electrical characteristics and reliability of the product.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일실시예에 의한 칩형 피티씨 서미스터를 도시한 사시도 및 단면도이고,1A and 1B are a perspective view and a cross-sectional view of a chip-shaped PTC thermistor according to an embodiment of the present invention;

도 2a 내지 도 2m은 본 발명의 일실시예에 의한 칩형 피티씨 서미스터를 제조하는 공정을 도시한 도면이고,2A to 2M are views illustrating a process of manufacturing a chip-shaped PTC thermistor according to an embodiment of the present invention.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일실시예에 의한 서미스터를 회로기판에 실장한 경우를 도시한 단면도 및 평면도이고,3A and 3B are cross-sectional views and a plan view illustrating a case in which a thermistor according to an embodiment of the present invention is mounted on a circuit board.

도 3c는 종래기술의 일례에 의한 서미스터를 회로기판에 실장한 경우를 도시한 평면도이고,3C is a plan view illustrating a case in which a thermistor according to an example of the prior art is mounted on a circuit board.

도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 의한 다층 폴리머시트를 도시한 적층 사시도 및 사시도이다.4A to 4B are laminated perspective views and perspective views of a multilayer polymer sheet according to another embodiment of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10: 칩형 서미스터 11: 내측 폴리머시트10: chip thermistor 11: inner polymer sheet

13,15: 외측 폴리머시트 17: 보호시트13,15: outer polymer sheet 17: protective sheet

21: 내층전극 23,25: 외층전극21: inner layer electrode 23, 25: outer layer electrode

27: 패턴 29: 관통홀27: pattern 29: through hole

31: 내측면전극 35: 외측면전극31: inner side electrode 35: outer side electrode

Claims

In a multi-layer chip-type polymer PTC thermistor:

Conductive polymer sheet;

Inner layer electrodes plated on upper and lower ends of the polymer sheet and connected to inner electrodes of one side thereof, respectively;

A conductive outer polymer sheet formed on one surface of the inner layer electrode;

An outer layer electrode formed of metal foil on the outer polymer sheet, and having one side connected to a different inner side electrode;

One side surface of the plurality of inner layer electrodes and the plurality of outer layer electrodes connected in a staggered structure to be connected to a circuit board; And

And a protective sheet formed on one surface of the outer layer electrode to protect the electrode.

The method according to claim 1,

The inner layer electrode is formed of nickel, copper, aluminum, iron, tin or an alloy thereof.

The method according to claim 1,

The inner layer electrode is a chip-type polymer PTC thermistor, characterized in that formed by electroless plating or electroplating.

The method according to claim 1,

The outer layer electrode is formed of a metal foil consisting of nickel, copper, aluminum, iron, tin, or an alloy thereof.

The method according to claim 1,

The side electrode is formed of nickel, copper, aluminum, iron, tin or an alloy thereof.

The method according to claim 1,

And forming an outer surface electrode on the outer surface of the side electrode so as to be plated to connect the circuit board to the circuit board.

The method according to claim 6,

The outer surface electrode is a chip-shaped polymer PTC thermistor, characterized in that the plating is formed of tin, nickel, copper, aluminum, iron or an alloy thereof.

The method according to claim 1,

A chip-shaped polymer PTC thermistor, characterized in that formed at both corners of the side electrode in an arc shape.

Forming an inner layer electrode on the upper and lower surfaces of the conductive polymer sheet by plating;

Forming a pattern on upper and lower electrode surfaces by etching the inner layer electrode;

Integrally stacking polymer sheets having no plating layer on the upper and lower electrode surfaces on which the pattern is formed;

Integrating the metal foil on the upper and lower surfaces of the conductive polymer sheet by hot pressing;

Etching the integrated metal foil to form a pattern staggered with an inner layer electrode;

Forming through-holes in the rectangular corners of the unit parts in which the size of the unit parts is arbitrarily designated as a pattern on the sheet on which the pattern is formed;

Forming a protective sheet on the upper and lower surfaces of the space between the through holes of the sheet to cover the pattern;

Forming a sheet bar by cutting the sheet along a through hole in a direction parallel to the protective sheet; And

And forming a side electrode of the cut sheet bar through a plating process, and then cutting the sheet bar for each unit part to complete the cut sheet bar.

The method according to claim 9,

In the case of forming the inner layer electrode, a conductive polymer having a plating layer and a conductive polymer having no plating layer are repeatedly laminated at least one or more times to form a multilayer structure.

The method according to claim 9,

And the inner layer electrode is plated using nickel.

The method according to claim 9,

The side electrode is a method of manufacturing a chip-type polymer PTC thermistor, characterized in that a plurality of electrode layers are sequentially formed by plating with one kind or two kinds.

The method according to claim 9,

In the case of forming the side electrode, the inner surface electrode is first formed with nickel using a barrel plating method, and then the outer surface electrode is sequentially formed with tin using a barrel electroplating method on the surface of the inner surface electrode. A method for producing a chip-shaped polymer PTC thermistor, characterized in that.