KR20060025839A - Electrical device having ptc conductive polymer - Google Patents

Electrical device having ptc conductive polymer Download PDF

Info

Publication number
KR20060025839A
KR20060025839A KR1020040074681A KR20040074681A KR20060025839A KR 20060025839 A KR20060025839 A KR 20060025839A KR 1020040074681 A KR1020040074681 A KR 1020040074681A KR 20040074681 A KR20040074681 A KR 20040074681A KR 20060025839 A KR20060025839 A KR 20060025839A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
conductive polymer
thickness
surface roughness
electrode
ptc
Prior art date
Application number
KR1020040074681A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100627513B1 (en
Inventor
한준구
최수안
이종호
최창희
김태성
Original Assignee
엘에스전선 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘에스전선 주식회사 filed Critical 엘에스전선 주식회사
Priority to KR1020040074681A priority Critical patent/KR100627513B1/en
Publication of KR20060025839A publication Critical patent/KR20060025839A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100627513B1 publication Critical patent/KR100627513B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C7/00Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/02Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient
    • H01C7/027Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient consisting of conducting or semi-conducting material dispersed in a non-conductive organic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C17/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
    • H01C17/06Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base
    • H01C17/065Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base by thick film techniques, e.g. serigraphy
    • H01C17/06506Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits
    • H01C17/06573Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits characterised by the permanent binder
    • H01C17/06586Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits characterised by the permanent binder composed of organic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C7/00Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/02Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient
    • H01C7/028Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient consisting of organic substances

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)

Abstract

본 발명은 PTC 전도성 폴리머 시트와 이 전도성 폴리머 시트의 서로 대향하는 면에 물리적으로 접촉되는 제 1 및 제 2 전극을 포함하는 전기장치에 관한 것이다. 상기 제 1 및 제 2 전극은 표면으로부터 돌출된 다수의 돌기(protrusion)를 포함하는데, 이 돌기들에 의해 상기 전극의 표면조도(Rz)가 1 ~ 20㎛되고, 그 평균폭(Rw)이 상기 표면조도(Rz)의 0.5 ~ 2배이고, 인접하는 돌기들 사이의 평균 간격(Rg)이 상기 표면조도(Rz)의 0.5 ~ 2배이다. 또한, 상기 전도성 폴리머 시트의 두께는 상기 표면조도(Rz)의 5배 이상인 것이 바람직하다.The present invention relates to an electrical device comprising a PTC conductive polymer sheet and first and second electrodes in physical contact with opposite sides of the conductive polymer sheet. The first and second electrodes include a plurality of protrusions protruding from the surface, the surface roughness (Rz) of the electrode by 1 to 20㎛, the average width (Rw) of the 0.5 to 2 times the surface roughness Rz, and the average spacing Rg between adjacent protrusions is 0.5 to 2 times the surface roughness Rz. In addition, the thickness of the conductive polymer sheet is preferably at least five times the surface roughness (Rz).

PTC, 표면조도, 평균폭, 평균 간격PTC, Surface Roughness, Average Width, Average Spacing

Description

피티씨 전도성 폴리머를 포함하는 전기 장치{ELECTRICAL DEVICE HAVING PTC CONDUCTIVE POLYMER}ELECTRICAL DEVICE HAVING PTC CONDUCTIVE POLYMER}

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 아니된다.The following drawings attached to this specification are illustrative of preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the invention to serve to further understand the technical spirit of the present invention, the present invention is a matter described in such drawings It should not be construed as limited to

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 PTC 전기장치의 사시도이다.1 is a perspective view of a PTC electric apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 상기 도 1의 장치에 적용되는 전극의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of an electrode applied to the apparatus of FIG. 1.

본 발명은 PTC(Positive Temperature Coefficient) 전도성 폴리머를 포함하는 전기장치에 관한 것으로서, 특히 전도성 폴리머와 전극 사이의 결합력이 우수하면서도 결합시 파손(breakdown)이 발생하지 않는 경박 단소의 PTC 전기장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electrical device including a PTC (Positive Temperature Coefficient) conductive polymer, and more particularly, to a light and short PTC electric device having excellent bonding force between a conductive polymer and an electrode and no breakdown at the time of bonding. .

PTC 전도성 폴리머를 포함하는 전기장치는 널리 알려져 있다. 전도성 폴리머는 유기중합체에 전도성 충진제가 분산되어 있는 것으로서 PTC특성을 나타낸다. PTC 특성이란 좁은 온도 영역에서 전기 저항이 급격하게 증가하는 성질을 의미하며, PTC 특성을 갖는 고분자 재료는 정온전선, 과전류 차단용 보호장치, 회로 보호소자, 가열기 등에 응용되고 있다.Electrical devices comprising PTC conductive polymers are well known. The conductive polymer is a conductive filler dispersed in the organic polymer and exhibits PTC characteristics. The PTC characteristic means that the electrical resistance rapidly increases in a narrow temperature range, and the polymer material having the PTC characteristic is applied to a constant temperature wire, an overcurrent protection device, a circuit protection device, and a heater.

이러한 전도성 폴리머는 전기장치내에서 적어도 하나 이상의 전극과 기계적 및 화학적으로 결합되는데, 이 전극으로는 통상 금속 판재가 사용된다. 그러한 장치의 예가 미국 특허 제 4,426,633 호(Taylor), 제 4,689,475 호(Matthiesen), 제 4,800,253 호(Kleiner et al), 제 4,857,880 호(Au et al), 제 4,907,340 호(Fang et al) 및 제 4,426,633 호(Fang et al)에 개시되어 있다.Such conductive polymers are mechanically and chemically bonded to at least one or more electrodes in an electrical device, which is usually a metal plate. Examples of such devices are described in US Pat. Nos. 4,426,633 (Taylor), 4,689,475 (Matthiesen), 4,800,253 (Kleiner et al), 4,857,880 (Au et al), 4,907,340 (Fang et al), and 4,426,633 Fang et al.

금속 전극과 폴리머의 접착력은 크게 기계적인 접착력과 화학적인 접착력으로 나눌 수 있는데, 기계적인 접착력을 향상시키기 위해서는 금속 판재의 표면 조도를 증가시켜서 금속 판재와 폴리머가 분리되는 것을 억제할 수 있는 제조공정이 필요하다.The adhesion between the metal electrode and the polymer can be largely divided into mechanical and chemical adhesion. In order to improve the mechanical adhesion, a manufacturing process that can suppress the separation between the metal sheet and the polymer by increasing the surface roughness of the metal sheet is performed. need.

상기 미국 특허 제 4,689,475 호와 제 4,800,253 호는 전도성 폴리머와의 접착력을 높이기 위해 미세표면조도를 갖는 금속 판재를 전극으로서 사용하고 있다. 특히, 상기 미국 특허 제 4,689,475 호는 폴리머와의 결합력을 높이기 위해 전극의 표면에 형성되는 돌기의 높이와 폭을 적절한 크기로 한정하고 있다. 또한, 미국 특허 제 4,800,253 호는 다수의 마이크로노듈에 의해 형성되는 매크로노듈을 포함하는 미세표면조도를 갖는 금속 판재를 전극으로 사용하고 있다.U.S. Patent Nos. 4,689,475 and 4,800,253 use metal plates having fine surface roughness as electrodes to increase adhesion to conductive polymers. In particular, US Pat. No. 4,689,475 limits the height and width of the protrusions formed on the surface of the electrode to an appropriate size in order to increase the bonding force with the polymer. In addition, US Pat. No. 4,800,253 uses a metal sheet having a fine surface roughness including a macronodule formed by a plurality of micronodules as an electrode.

또한, 미국 특허 제 5,874,885 호는 베이스층, 매개층 및 표면층으로 이루어진 금속 판재를 전도성 폴리머와 접촉되는 전극으로 사용하고 있다.In addition, US Pat. No. 5,874,885 uses a metal plate consisting of a base layer, an intermediate layer and a surface layer as an electrode in contact with a conductive polymer.

최근 전자기기들이 경박단소화 됨에 따라 PTC소자의 크기 역시 점점 축소되고 있다. 이와 같이, PTC소자의 크기를 줄이기 위해서는 전극 사이에 개재되는 전도성 폴리머 시트의 두께를 얇게 설정해야 한다. 전도성 폴리머 시트의 두께가 얇아지면, 대향하는 전극의 표면에 형성되어 있는 노듈(nodule) 또는 불균일체(irregularity)와 같은 돌기(protrusion)가 서로 근접 또는 접촉하게 되어 브레이크 다운(breakdown)이 발생할 우려가 있다.As electronic devices become lighter and shorter in recent years, the size of PTC devices is also decreasing. As such, in order to reduce the size of the PTC device, the thickness of the conductive polymer sheet interposed between the electrodes must be set to be thin. If the thickness of the conductive polymer sheet is thin, a protrusion such as nodule or irregularity formed on the surface of the opposing electrode may come into contact with or come into contact with each other, which may cause breakdown. .

또한, 전도성 폴리머 시트의 두께가 얇아진 만큼 노듈(nodule) 또는 불균일체(irregularity)의 크기를 작게 설정하면, 전극과 전도성 폴리머 사이의 기계적 결합력이 저하된다.In addition, when the size of the nodule or irregularity is set smaller as the thickness of the conductive polymer sheet becomes thinner, the mechanical bonding force between the electrode and the conductive polymer is lowered.

따라서, 경박단소의 전자기기에 적용되는 PTC소자에 적합한 전도성 폴리머의 두께와 전극의 표면에 형성되는 노듈(nodule) 또는 불균일체(irregularity)의 높이, 폭 및 간격을 적절하게 조절할 필요가 있다. Therefore, it is necessary to appropriately adjust the thickness of the conductive polymer suitable for the PTC device applied to the light and thin element and the height, width, and spacing of the nodule or irregularity formed on the surface of the electrode.

그러나, 상기 특허 어디에도 브레이크다운 현상과 에어갭(air gap) 현상이 없으면서도 상대적으로 얇은 두께의 전도성 폴리머에 쉽고, 충분하게 고정될 수 있도록 하는 돌기의 돌출 높이, 폭 및 간격에 대한 최적값을 제시하고 있지 않다.However, none of the above patents suggests optimum values for the protrusion height, width and spacing of the protrusions that can be easily and sufficiently secured to a relatively thin conductive polymer without breakdown and air gaps. I'm not doing it.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 브레이크다운 문제를 일으키지 않으면서도 에어갭(air gap) 현상 없이 상대적으로 얇은 두께의 전도성 폴리머와 전극 사이의 기계적 결합력을 높일 수 있는 전극 표면의 거칠기(roughness)를 제공하는 것이다. The present invention was devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to increase the mechanical bonding force between a relatively thin conductive polymer and an electrode without an air gap without causing a breakdown problem. To provide roughness of the electrode surface.                         

상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 양태에 따른 전기장치는 PTC 전도성 폴리머 시트와 이 전도성 폴리머 시트의 서로 대향하는 면에 물리적으로 접촉되는 제 1 및 제 2 전극을 포함한다.To achieve the above object, an electrical apparatus according to one aspect of the present invention includes a PTC conductive polymer sheet and first and second electrodes in physical contact with opposite surfaces of the conductive polymer sheet.

상기 제 1 및 제 2 전극은 표면으로부터 돌출된 다수의 돌기(protrusion)를 포함하는데, 이 돌기들에 의해 표면조도(Rz)가 1 ~ 20㎛되고, 그 평균폭(Rw)이 상기 표면조도(Rz)의 0.5 ~ 2배이고, 인접하는 돌기들 사이의 평균 간격(Rg)이 상기 표면조도(Rz)의 0.5 ~ 2배이다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 전극은 미세 조도 표면(microrough surface)를 가지는 제 1 금속의 베이스층과, 이 베이스층 위에 균일한 두께로 코팅되는 제 2 금속의 표면층으로 이루어지는데, 상기 제 2 금속은 상기 제 1 금속에 비해 상기 전도성 폴리머에 대한 화학적 결합력이 상대적으로 우수한 것이 특징이다. 또한, 상기 전도성 폴리머 시트의 두께는 상기 표면조도(Rz)의 5배 이상인 것이 바람직하다.The first and second electrodes include a plurality of protrusions protruding from the surface, the surface roughness (Rz) is 1 ~ 20㎛ by these projections, the average width (Rw) is the surface roughness ( Rz) is 0.5 to 2 times, and the average spacing Rg between adjacent protrusions is 0.5 to 2 times the surface roughness Rz. In addition, the first and second electrodes comprise a base layer of a first metal having a microrough surface and a surface layer of a second metal coated with a uniform thickness on the base layer. Is characterized in that the chemical bonding force to the conductive polymer is relatively superior to the first metal. In addition, the thickness of the conductive polymer sheet is preferably at least five times the surface roughness (Rz).

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에 도시된 바와같이, 본 발명의 전기장치(1)는 PTC 특성을 갖는 전도성 폴리머 시트(7)와 이 폴리머와의 상용성이 뛰어난 금속에 의해 도금 처리된 금속 전극(3, 5)을 포함한다. 이때, 상기 전도성 폴리머(7)는 상기 금속 전극(3, 5) 사이에 샌드위치 형태로 끼워져 융착되는 것이 바람직하다.As shown in Fig. 1, the electric device 1 of the present invention is characterized by a conductive polymer sheet 7 having PTC characteristics and a metal electrode 3, 5 plated with a metal having excellent compatibility with the polymer. Include. At this time, the conductive polymer 7 is preferably sandwiched between the metal electrodes (3, 5) sandwiched and fused.

상기 전도성 폴리머 조성물은 유기 중합체에 전도성 충진제, 가교제, 산화방 지제 등을 혼합하여 얻는다. 이때, 유기 중합체로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌-부틸 아크릴레이트 공중합체 등이 사용될 수 있으며, 특히 폴리에틸렌이 바람직하다.The conductive polymer composition is obtained by mixing an organic polymer with a conductive filler, a crosslinking agent, an antioxidant, and the like. In this case, as the organic polymer, polyethylene, polypropylene or ethylene-acrylic acid copolymer, ethylene-ethyl acrylate copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-butyl acrylate copolymer and the like may be used, and polyethylene is particularly preferable. .

상기 전도성 충진제로는 니켈분말, 금분말, 구리분말, 은 도금된 구리분말, 금속합금 분말, 카본 블랙, 탄소 분말 또는 흑연이 사용될 수 있으며, 특히 카본 블랙이 바람직하다.As the conductive filler, nickel powder, gold powder, copper powder, silver plated copper powder, metal alloy powder, carbon black, carbon powder or graphite may be used, and carbon black is particularly preferable.

또한, 도 2와 같이, 상기 금속 전극은 제 1 금속으로 이루어진 베이스층(9)과, 상기 베이스층(9)과 전도성 폴리머(7) 사이에 개재되어 전도성 폴리머와 직접 접촉되는 제 2 금속으로 이루어진 표면층(13)을 포함한다. 상기 제 1 금속은 구리, 알루미늄, 아연, 니켈 등이 사용될 수 있는데, 특히 구리가 바람직하다. 또한, 상기 제 2 금속은 상기 제 1 금속에 비해 전도성 폴리머와의 상용성이 우수하고, 베이스층의 구리가 폴리머와 접촉되어 폴리머가 퇴화(degradation)되는 것을 방지하기 위한 확산 장벽(diffusion barrier)으로서 작용한다. 상기 제 2 금속으로서는 니켈, 아연 등이 모두 가능하지만, 특히 니켈이 바람직하다.In addition, as shown in FIG. 2, the metal electrode includes a base layer 9 made of a first metal, and a second metal interposed between the base layer 9 and the conductive polymer 7 to be in direct contact with the conductive polymer. Surface layer 13. Copper, aluminum, zinc, nickel, and the like may be used as the first metal, and copper is particularly preferable. In addition, the second metal has better compatibility with the conductive polymer than the first metal, and serves as a diffusion barrier for preventing the base layer from contacting with the polymer and causing the polymer to degrade. Works. Nickel, zinc, etc. are all possible as said 2nd metal, but nickel is especially preferable.

상기 베이스층(9)의 표면에는 전도성 폴리머와의 기계적 결합력을 높이기 위한 다수의 돌기들(11)이 형성되어 있다. 이러한 베이스층의 미세 조도(micro-roughness)는 전착 공정에 의해 형성된다. 또한, 본 발명의 표면층(13)은 다수의 돌기들(11)이 형성되어 있는 베이스층(9)의 표면에 전해도금이나 무전해 도금을 통해 균일한 두께로 형성된다. 특히, 상기 니켈 표면층(13)은 무전해 도금을 통해 이 루어지는 것이 바람직하다. 무전해 도금의 경우, 탈지, 산세, 활성화 및 민감화 처리, 무전해 니켈 도금, 수세의 공정을 통해 이루어진다. 본 발명에 따른 상기 표면층(13)의 두께는 0.1 ~ 5㎛ 정도가 바람직하다. 이와 같이, 돌기들이 형성되어 있는 베이스층의 표면에 니켈을 균일한 두께로 도금함으로써 전도성 폴리머와 베이스층이 직접 접촉함으로 인해 나타나는 전도성 폴리머의 퇴화(degradation)와 전해 동박의 부식을 방지할 수 있다. 또한, 결과적으로 베이스층(9)의 표면조도를 헤치지 않으면서 전도성 폴리머(7)와의 화학적 결합력을 높일 수 있다. 이때, 상기 표면층(13)의 두께가 0.1㎛ 이하이면, 부식방지 효과가 떨어지고, 5㎛ 이상이 되면 베이스층(9)의 표면조도를 해치게 되어 결합력이 저하될 우려가 있다.A plurality of protrusions 11 are formed on the surface of the base layer 9 to increase the mechanical bonding force with the conductive polymer. The micro-roughness of this base layer is formed by an electrodeposition process. In addition, the surface layer 13 of the present invention is formed on the surface of the base layer 9 on which the plurality of protrusions 11 are formed to have a uniform thickness through electroplating or electroless plating. In particular, the nickel surface layer 13 is preferably made through electroless plating. In the case of electroless plating, the process is performed by degreasing, pickling, activation and sensitization, electroless nickel plating, and washing with water. The thickness of the surface layer 13 according to the present invention is preferably about 0.1 ~ 5㎛. As such, plating nickel with a uniform thickness on the surface of the base layer on which the protrusions are formed can prevent degradation of the conductive polymer and corrosion of the electrolytic copper foil caused by direct contact between the conductive polymer and the base layer. Further, as a result, the chemical bonding force with the conductive polymer 7 can be increased without spoiling the surface roughness of the base layer 9. At this time, when the thickness of the surface layer 13 is 0.1 μm or less, the corrosion prevention effect is inferior, and when the thickness is 5 μm or more, the surface roughness of the base layer 9 may be impaired, thereby decreasing the bonding strength.

상기 돌기(11)는 그 크기가 인위적으로 조절되어야 하는데, 전도성 폴리머 시트(7)의 두께가 얇을 경우, 브레이크다운(breakdown)이 일어나지 않도록 대향하는 돌기들이 서로 접촉되지 않으면서도, 충분한 기계적 결합력이 보장될 수 있도록 그 돌출 정도(Rz) 및 평균폭(Rw)(average width)을 설정해야 한다.The protrusions 11 must be artificially adjusted in size. When the conductive polymer sheet 7 is thin in thickness, sufficient mechanical coupling force is ensured without opposing protrusions contacting each other so that breakdown does not occur. The protrusion degree Rz and the average width Rw should be set so as to be possible.

상기에서, 돌기들(11)는 최소 표면조도(Rz)의 3/4 보다 높은 하나 이상의 마루를 포함하며, 마루의 일측에 위치하는 표면조도(Rz)의 1/4 보다 낮은 골들중에서 가장 낮은 골 부분부터 마루의 타측에 위치하는 표면조도(Rz)의 1/4 보다 낮은 골들 중에서 가장 낮은 골까지 이르는 부분으로 구성된다.In the above, the projections 11 include one or more floors higher than 3/4 of the minimum surface roughness Rz, and the lowest valley among the valleys lower than 1/4 of the surface roughness Rz located on one side of the floor. It consists of the part from the lower part of the valley lower than 1/4 of the surface roughness (Rz) located on the other side of the floor.

상기 돌기들(11)에 의해 표면조도(Rz)가 1 ~ 20㎛되고, 그 평균폭(Rw)(average width)은 상기 표면조도(Rz)의 0.5 ~ 2배 또는 보다 바람직하게는 1 ~ 1.5배인 것이 좋다. 또한, 상기 평균폭(Rw)은 도 2와 같이 중심선(X)과 돌기의 곡면이 서로 만나는 2지점 사이의 최단거리를 의미한다. 상기 중심선(center line)(X)은 표면층(13)의 단면곡선으로부터 거리의 편차의 제곱합이 최소가 되도록 설정되는 가상선을 의미한다. 이때, 상기 표면조도(Rz)가 1㎛ 이하가 되면, 돌기가 전도성 폴리머 내에 충분히 삽입되지 않아 기계적 결합력이 떨어지고, 20㎛ 이상이 되면 대향하는 돌기들이 서로 접촉되어 브레이크다운(breakdown)이 발생하거나 에어갭(air-gap)이 생기는 문제가 있다. 또한, 상기 평균폭(Rw)이 표면조도(Rz)의 0.5배 이하이면, 폴리머와 금속 전극의 접착 과정에서 돌기들이 쉽게 부서질 염려가 있고, 2배 이상이면 돌기들이 폴리머 내에 용이하게 삽입되지 않는다.Surface roughness (Rz) is 1 ~ 20㎛ by the protrusions 11, the average width (Rw) (average width) is 0.5 to 2 times or more preferably 1 to 1.5 of the surface roughness (Rz) It is good to be double. In addition, the average width Rw means the shortest distance between two points where the center line X and the curved surface of the protrusion meet each other as shown in FIG. 2. The center line X refers to an imaginary line that is set such that the sum of squares of the deviations of the distances from the cross-sectional curve of the surface layer 13 is minimized. At this time, when the surface roughness Rz is 1 μm or less, the protrusions are not sufficiently inserted in the conductive polymer, and thus the mechanical bonding force is lowered. There is a problem that a gap (air-gap) occurs. In addition, when the average width Rw is 0.5 times or less of the surface roughness Rz, the projections are easily broken during the adhesion process of the polymer and the metal electrode, and when the average width Rw is 2 times or more, the projections are not easily inserted into the polymer. .

또한, 본 발명에 따른 금속 전극의 표면에 형성되는 돌기들은 일정한 간격으로 이격되어 있어야 하는데, 예를 들어, 인접하는 돌기들 사이의 평균 간격(Rg)(average gap)은 표면조도(Rz)의 0.5 ~ 2배가 바람직하고, 보다 바람직하게는 표면조도(Rz)의 1 ~ 1.5배가 되어야 한다.In addition, the protrusions formed on the surface of the metal electrode according to the present invention should be spaced at regular intervals, for example, the average gap (Rg) between adjacent protrusions is 0.5 of the surface roughness (Rz). ~ 2 times is preferred, and more preferably 1 to 1.5 times the surface roughness (Rz).

여기서, 상기 평균 간격(Rg)은 인접하는 2개의 돌기들에 있어서, 돌기 각각의 곡면이 중심선(X)과 만나는 지점중 가장 가까이 위치하는 지점 사이의 최단 거리를 의미한다.Here, the average interval Rg means the shortest distance between two adjacent protrusions between the points where the curved surfaces of the protrusions meet with the center line X closest to each other.

본 발명에 따른 상기 평균 간격(Rg)이 표면조도(Rz)의 0.5배 이하가 되면, 폴리머와 금속 전극의 접합 과정에서 에어갭(air gap)이 발생하고, 2배 이상이 되면 돌기(protrusion)에 의한 지지력이 부족하여 폴리머와 금속 전극 사이의 결합력이 떨어지게 된다.When the average spacing Rg according to the present invention is 0.5 times or less of the surface roughness Rz, an air gap occurs during the bonding process of the polymer and the metal electrode, and when the average spacing Rg is 2 times or more, protrusion is performed. Due to the lack of support force, the bonding force between the polymer and the metal electrode is reduced.

또한, 상기 전도성 폴리머 시트(7)는 경박단소화 되어 가는 최근 전자기기의 흐름에 따라 브레이크다운(breakdown)이 일어나지 않으면서도 충분한 PTC특성을 나타내는 두께를 가져야 한다. 본 발명에 따른 상기 전도성 폴리머 시트(7)의 두께는 상기 표면조도(Rz)의 5배 이상이 적합하다.In addition, the conductive polymer sheet 7 should have a thickness that exhibits sufficient PTC characteristics without breakdown due to the recent flow of electronic devices that are becoming thin and short. The thickness of the conductive polymer sheet 7 according to the present invention is preferably at least five times the surface roughness Rz.

본 발명을 구체적인 실시예를 통해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to specific examples.

실시예 1 Example 1

폴리에틸렌과 카본 블랙(100phr)을 혼합하여 두께 50㎛, 가로 5mm, 세로 10mm의 PTC 전도성 폴리머 시트를 제조하였다. 전해 도금을 통해 표면에 다수의 돌기들이 형성되어 있는 전해 동박을 준비하였다. 또한, 이 전해 동박을 탈지, 산세, 활성화 및 민감화 처리, 무전해 니켈 도금, 수세 공정을 통하여 상기 전해 동박의 표면 위에 0.5㎛ 두께의 무전해 니켈 도금층을 형성하여 전극을 제조하였다. 이때, 상기 전극의 표면에 형성되는 돌기들의 표면조도(Rz)가 10㎛이고, 평균폭이 5㎛이며, 인접하는 돌기들 사이의 평균 간격이 5㎛이다. 상기 전도성 폴리머 시트의 양면에 샌드위치 형태로 상기 전극을 융착시켜 도 1과 같은 형태의 PTC 전기장치를 제조하였다.Polyethylene and carbon black (100 phr) were mixed to prepare a PTC conductive polymer sheet having a thickness of 50 μm, a width of 5 mm, and a length of 10 mm. An electrolytic copper foil having a plurality of protrusions formed on its surface was prepared through electrolytic plating. In addition, the electrode was manufactured by forming an electroless nickel plating layer having a thickness of 0.5 μm on the surface of the electrolytic copper foil by degreasing, pickling, activating and sensitizing, electroless nickel plating and washing with water. At this time, the surface roughness Rz of the protrusions formed on the surface of the electrode is 10 μm, the average width is 5 μm, and the average interval between adjacent protrusions is 5 μm. The electrode was welded to both sides of the conductive polymer sheet in the form of a sandwich to manufacture a PTC electrical apparatus as shown in FIG. 1.

실시예 2 Example 2

폴리에틸렌과 카본 블랙(100phr)을 혼합하여 두께 50㎛, 가로 5mm, 세로 10mm의 PTC 전도성 폴리머 시트를 제조하였다. 전해 도금을 통해 표면에 다수의 돌기들이 형성되어 있는 전해 동박을 준비하였다. 또한, 이 전해 동박을 탈지, 산세, 활성화 및 민감화 처리, 무전해 니켈 도금, 수세 공정을 통하여 상기 전해 동박의 표면 위에 1㎛ 두께의 무전해 니켈 도금층을 형성하여 전극을 제조하였다. 이때, 상기 전극의 표면에 형성되는 돌기들의 표면조도(Rz)가 10㎛이고, 평균폭이 10㎛이며, 인접하는 돌기들 사이의 평균 간격이 10㎛이다. 상기 전도성 폴리머 시트의 양면에 샌드위치 형태로 상기 전극을 융착시켜 도 1과 같은 형태의 PTC 전기장치를 제조하였다.Polyethylene and carbon black (100 phr) were mixed to prepare a PTC conductive polymer sheet having a thickness of 50 μm, a width of 5 mm, and a length of 10 mm. An electrolytic copper foil having a plurality of protrusions formed on its surface was prepared through electrolytic plating. In addition, the electrolytic copper foil was degreased, pickled, activated and sensitized, electroless nickel plated, and washed with water to form an electroless nickel plated layer having a thickness of 1 μm on the surface of the electrolytic copper foil to prepare an electrode. At this time, the surface roughness Rz of the protrusions formed on the surface of the electrode is 10 μm, the average width is 10 μm, and the average interval between adjacent protrusions is 10 μm. The electrode was welded to both sides of the conductive polymer sheet in the form of a sandwich to manufacture a PTC electrical apparatus as shown in FIG. 1.

실시예 3 Example 3

폴리에틸렌과 카본 블랙(100phr)을 혼합하여 두께 100㎛, 가로 5mm, 세로 10mm의 PTC 전도성 폴리머 시트를 제조하였다. 전해 도금을 통해 표면에 다수의 돌기들이 형성되어 있는 전해 동박을 준비하였다. 또한, 이 전해 동박을 탈지, 산세, 활성화 및 민감화 처리, 무전해 니켈 도금, 수세 공정을 통하여 상기 전해 동박의 표면 위에 5㎛ 두께의 무전해 니켈 도금층을 형성하여 전극을 제조하였다. 이때, 상기 전극의 표면에 형성되는 돌기들의 표면조도(Rz)가 10㎛이고, 평균폭이 20㎛이며, 인접하는 돌기들 사이의 평균 간격이 20㎛이다. 상기 전도성 폴리머 시트의 양면에 샌드위치 형태로 상기 전극을 융착시켜 도 1과 같은 형태의 PTC 전기장치를 제조하였다.Polyethylene and carbon black (100 phr) were mixed to prepare a PTC conductive polymer sheet having a thickness of 100 μm, a width of 5 mm, and a length of 10 mm. An electrolytic copper foil having a plurality of protrusions formed on its surface was prepared through electrolytic plating. In addition, the electrode was prepared by forming an electroless nickel plating layer having a thickness of 5 μm on the surface of the electrolytic copper foil by degreasing, pickling, activating and sensitizing, electroless nickel plating and washing with water. In this case, the surface roughness Rz of the protrusions formed on the surface of the electrode is 10 μm, the average width is 20 μm, and the average interval between adjacent protrusions is 20 μm. The electrode was welded to both sides of the conductive polymer sheet in the form of a sandwich to manufacture a PTC electrical apparatus as shown in FIG. 1.

실시예 4 Example 4

폴리에틸렌과 카본 블랙(100phr)을 혼합하여 두께 100㎛, 가로 5mm, 세로 10mm의 PTC 전도성 폴리머 시트를 제조하였다. 전해 도금을 통해 표면에 다수의 돌기들이 형성되어 있는 전해 동박을 준비하였다. 또한, 이 전해 동박을 탈지, 산세, 활성화 및 민감화 처리, 무전해 니켈 도금, 수세 공정을 통하여 상기 전해 동박의 표면 위에 3㎛ 두께의 무전해 니켈 도금층을 형성하여 전극을 제조하였다. 이때, 상기 전극의 표면에 형성되는 돌기들의 표면조도(Rz)가 10㎛이고, 평균폭이 20㎛이며, 인접하는 돌기들 사이의 평균 간격이 5㎛이다. 상기 전도성 폴리머 시트의 양면에 샌드위치 형태로 상기 전극을 융착시켜 도 1과 같은 형태의 PTC 전기장치를 제조하였다.Polyethylene and carbon black (100 phr) were mixed to prepare a PTC conductive polymer sheet having a thickness of 100 μm, a width of 5 mm, and a length of 10 mm. An electrolytic copper foil having a plurality of protrusions formed on its surface was prepared through electrolytic plating. Further, the electrolytic copper foil was degreased, pickled, activated and sensitized, electroless nickel plated, and washed with water to form an electroless nickel plated layer having a thickness of 3 μm on the surface of the electrolytic copper foil to prepare an electrode. In this case, the surface roughness Rz of the protrusions formed on the surface of the electrode is 10 μm, the average width is 20 μm, and the average interval between adjacent protrusions is 5 μm. The electrode was welded to both sides of the conductive polymer sheet in the form of a sandwich to manufacture a PTC electrical apparatus as shown in FIG. 1.

실시예 5 Example 5

폴리에틸렌과 카본 블랙(100phr)을 혼합하여 두께 100㎛, 가로 5mm, 세로 10mm의 PTC 전도성 폴리머 시트를 제조하였다. 전해 도금을 통해 표면에 다수의 돌기들이 형성되어 있는 전해 동박을 준비하였다. 또한, 이 전해 동박을 탈지, 산세, 활성화 및 민감화 처리, 무전해 니켈 도금, 수세 공정을 통하여 상기 전해 동박의 표면 위에 0.5㎛ 두께의 무전해 니켈 도금층을 형성하여 전극을 제조하였다. 이때, 상기 전극의 표면에 형성되는 돌기들의 표면조도(Rz)가 10㎛이고, 평균폭이 5㎛이며, 인접하는 돌기들 사이의 평균 간격이 20㎛이다. 상기 전도성 폴리머 시트의 양면에 샌드위치 형태로 상기 전극을 융착시켜 도 1과 같은 형태의 PTC 전기장치를 제조하였다.Polyethylene and carbon black (100 phr) were mixed to prepare a PTC conductive polymer sheet having a thickness of 100 μm, a width of 5 mm, and a length of 10 mm. An electrolytic copper foil having a plurality of protrusions formed on its surface was prepared through electrolytic plating. In addition, the electrode was manufactured by forming an electroless nickel plating layer having a thickness of 0.5 μm on the surface of the electrolytic copper foil by degreasing, pickling, activating and sensitizing, electroless nickel plating and washing with water. At this time, the surface roughness Rz of the protrusions formed on the surface of the electrode is 10 μm, the average width is 5 μm, and the average interval between adjacent protrusions is 20 μm. The electrode was welded to both sides of the conductive polymer sheet in the form of a sandwich to manufacture a PTC electrical apparatus as shown in FIG. 1.

실시예 6 Example 6

폴리에틸렌과 카본 블랙(100phr)을 혼합하여 두께 100㎛, 가로 5mm, 세로 10mm의 PTC 전도성 폴리머 시트를 제조하였다. 전해 도금을 통해 표면에 다수의 돌기들이 형성되어 있는 전해 동박을 준비하였다. 또한, 이 전해 동박을 탈지, 산세, 활성화 및 민감화 처리, 무전해 니켈 도금, 수세 공정을 통하여 상기 전해 동박의 표면 위에 0.1㎛ 두께의 무전해 니켈 도금층을 형성하여 전극을 제조하였다. 이때, 상기 전극의 표면에 형성되는 돌기들의 표면조도(Rz)가 1㎛이고, 평균폭이 1㎛이며, 인접하는 돌기들 사이의 평균 간격이 1㎛이다. 상기 전도성 폴리머 시트의 양면에 샌드위치 형태로 상기 전극을 융착시켜 도 1과 같은 형태의 PTC 전기장치를 제조하였다.Polyethylene and carbon black (100 phr) were mixed to prepare a PTC conductive polymer sheet having a thickness of 100 μm, a width of 5 mm, and a length of 10 mm. An electrolytic copper foil having a plurality of protrusions formed on its surface was prepared through electrolytic plating. In addition, the electrode was prepared by forming an electroless nickel plating layer having a thickness of 0.1 μm on the surface of the electrolytic copper foil by degreasing, pickling, activating and sensitizing, electroless nickel plating and washing with water. In this case, the surface roughness Rz of the protrusions formed on the surface of the electrode is 1 μm, the average width is 1 μm, and the average interval between adjacent protrusions is 1 μm. The electrode was welded to both sides of the conductive polymer sheet in the form of a sandwich to manufacture a PTC electrical apparatus as shown in FIG. 1.

실시예 7 Example 7

폴리에틸렌과 카본 블랙(100phr)을 혼합하여 두께 100㎛, 가로 5mm, 세로 10mm의 PTC 전도성 폴리머 시트를 제조하였다. 전해 도금을 통해 표면에 다수의 돌기들이 형성되어 있는 전해 동박을 준비하였다. 또한, 이 전해 동박을 탈지, 산세, 활성화 및 민감화 처리, 무전해 니켈 도금, 수세 공정을 통하여 상기 전해 동박의 표면 위에 5㎛ 두께의 무전해 니켈 도금층을 형성하여 전극을 제조하였다. 이때, 상기 전극의 표면에 형성되는 돌기들의 표면조도(Rz)가 20㎛이고, 평균폭이 20㎛이며, 인접하는 돌기들 사이의 평균 간격이 20㎛이다. 상기 전도성 폴리머 시트의 양면에 샌드위치 형태로 상기 전극을 융착시켜 도 1과 같은 형태의 PTC 전기장치를 제조하였다.Polyethylene and carbon black (100 phr) were mixed to prepare a PTC conductive polymer sheet having a thickness of 100 μm, a width of 5 mm, and a length of 10 mm. An electrolytic copper foil having a plurality of protrusions formed on its surface was prepared through electrolytic plating. In addition, the electrode was prepared by forming an electroless nickel plating layer having a thickness of 5 μm on the surface of the electrolytic copper foil by degreasing, pickling, activating and sensitizing, electroless nickel plating and washing with water. At this time, the surface roughness Rz of the protrusions formed on the surface of the electrode is 20 μm, the average width is 20 μm, and the average interval between adjacent protrusions is 20 μm. The electrode was welded to both sides of the conductive polymer sheet in the form of a sandwich to manufacture a PTC electrical apparatus as shown in FIG. 1.

비교예 1 Comparative Example 1

폴리에틸렌과 카본 블랙(100phr)을 혼합하여 두께 50㎛, 가로 5mm, 세로 10mm의 PTC 전도성 폴리머 시트를 제조하였다. 전해 도금을 통해 표면에 다수의 돌기들이 형성되어 있는 전해 동박을 준비하였다. 또한, 이 전해 동박을 탈지, 산세, 활성화 및 민감화 처리, 무전해 니켈 도금, 수세 공정을 통하여 상기 전해 동박의 표면 위에 1㎛ 두께의 무전해 니켈 도금층을 형성하여 전극을 제조하였다. 이때, 상기 전극의 표면에 형성되는 돌기들의 표면조도(Rz)가 10㎛이고, 평균폭이 3㎛이며, 인접하는 돌기들 사이의 평균 간격이 10㎛이다. 상기 전도성 폴리머 시트의 양면에 샌드위치 형태로 상기 전극을 융착시켜 도 1과 같은 형태의 PTC 전기장치를 제조하였다.Polyethylene and carbon black (100 phr) were mixed to prepare a PTC conductive polymer sheet having a thickness of 50 μm, a width of 5 mm, and a length of 10 mm. An electrolytic copper foil having a plurality of protrusions formed on its surface was prepared through electrolytic plating. In addition, the electrolytic copper foil was degreased, pickled, activated and sensitized, electroless nickel plated, and washed with water to form an electroless nickel plated layer having a thickness of 1 μm on the surface of the electrolytic copper foil to prepare an electrode. In this case, the surface roughness Rz of the protrusions formed on the surface of the electrode is 10 μm, the average width is 3 μm, and the average interval between adjacent protrusions is 10 μm. The electrode was welded to both sides of the conductive polymer sheet in the form of a sandwich to manufacture a PTC electrical apparatus as shown in FIG. 1.

비교예 2 Comparative Example 2

폴리에틸렌과 카본 블랙(100phr)을 혼합하여 두께 50㎛, 가로 5mm, 세로 10mm의 PTC 전도성 폴리머 시트를 제조하였다. 전해 도금을 통해 표면에 다수의 돌기들이 형성되어 있는 전해 동박을 준비하였다. 또한, 이 전해 동박을 탈지, 산세, 활성화 및 민감화 처리, 무전해 니켈 도금, 수세 공정을 통하여 상기 전해 동박의 표면 위에 1㎛ 두께의 무전해 니켈 도금층을 형성하여 전극을 제조하였다. 이때, 상기 전극의 표면에 형성되는 돌기들의 표면조도(Rz)가 10㎛이고, 평균폭이 30㎛이며, 인접하는 돌기들 사이의 평균 간격이 10㎛이다. 상기 전도성 폴리머 시트의 양면에 샌드위치 형태로 상기 전극을 융착시켜 도 1과 같은 형태의 PTC 전기장치를 제조하였다.Polyethylene and carbon black (100 phr) were mixed to prepare a PTC conductive polymer sheet having a thickness of 50 μm, a width of 5 mm, and a length of 10 mm. An electrolytic copper foil having a plurality of protrusions formed on its surface was prepared through electrolytic plating. In addition, the electrolytic copper foil was degreased, pickled, activated and sensitized, electroless nickel plated, and washed with water to form an electroless nickel plated layer having a thickness of 1 μm on the surface of the electrolytic copper foil to prepare an electrode. In this case, the surface roughness Rz of the protrusions formed on the surface of the electrode is 10 μm, the average width is 30 μm, and the average interval between adjacent protrusions is 10 μm. The electrode was welded to both sides of the conductive polymer sheet in the form of a sandwich to manufacture a PTC electrical apparatus as shown in FIG. 1.

비교예 3 Comparative Example 3

폴리에틸렌과 카본 블랙(100phr)을 혼합하여 두께 50㎛, 가로 5mm, 세로 10mm의 PTC 전도성 폴리머 시트를 제조하였다. 전해 도금을 통해 표면에 다수의 돌기들이 형성되어 있는 전해 동박을 준비하였다. 또한, 이 전해 동박을 탈지, 산세, 활성화 및 민감화 처리, 무전해 니켈 도금, 수세 공정을 통하여 상기 전해 동박의 표면 위에 1㎛ 두께의 무전해 니켈 도금층을 형성하여 전극을 제조하였다. 이때, 상기 전극의 표면에 형성되는 돌기들의 표면조도(Rz)가 10㎛이고, 평균폭이 10㎛이며, 인접하는 돌기들 사이의 평균 간격이 3㎛이다. 상기 전도성 폴리머 시트의 양면에 샌드위치 형태로 상기 전극을 융착시켜 도 1과 같은 형태의 PTC 전기장치를 제조하였다.Polyethylene and carbon black (100 phr) were mixed to prepare a PTC conductive polymer sheet having a thickness of 50 μm, a width of 5 mm, and a length of 10 mm. An electrolytic copper foil having a plurality of protrusions formed on its surface was prepared through electrolytic plating. In addition, the electrolytic copper foil was degreased, pickled, activated and sensitized, electroless nickel plated, and washed with water to form an electroless nickel plated layer having a thickness of 1 μm on the surface of the electrolytic copper foil to prepare an electrode. At this time, the surface roughness Rz of the protrusions formed on the surface of the electrode is 10 μm, the average width is 10 μm, and the average interval between adjacent protrusions is 3 μm. The electrode was welded to both sides of the conductive polymer sheet in the form of a sandwich to manufacture a PTC electrical apparatus as shown in FIG. 1.

비교예 4 Comparative Example 4

폴리에틸렌과 카본 블랙(100phr)을 혼합하여 두께 50㎛, 가로 5mm, 세로 10mm의 PTC 전도성 폴리머 시트를 제조하였다. 전해 도금을 통해 표면에 다수의 돌기들이 형성되어 있는 전해 동박을 준비하였다. 또한, 이 전해 동박을 탈지, 산세, 활성화 및 민감화 처리, 무전해 니켈 도금, 수세 공정을 통하여 상기 전해 동박의 표면 위에 1㎛ 두께의 무전해 니켈 도금층을 형성하여 전극을 제조하였다. 이때, 상기 전극의 표면에 형성되는 돌기들의 표면조도(Rz)가 10㎛이고, 평균폭이 10㎛이며, 인접하는 돌기들 사이의 평균 간격이 30㎛이다. 상기 전도성 폴리머 시트의 양면에 샌드위치 형태로 상기 전극을 융착시켜 도 1과 같은 형태의 PTC 전기장치를 제조하였다.Polyethylene and carbon black (100 phr) were mixed to prepare a PTC conductive polymer sheet having a thickness of 50 μm, a width of 5 mm, and a length of 10 mm. An electrolytic copper foil having a plurality of protrusions formed on its surface was prepared through electrolytic plating. In addition, the electrolytic copper foil was degreased, pickled, activated and sensitized, electroless nickel plated, and washed with water to form an electroless nickel plated layer having a thickness of 1 μm on the surface of the electrolytic copper foil to prepare an electrode. At this time, the surface roughness Rz of the protrusions formed on the surface of the electrode is 10 μm, the average width is 10 μm, and the average interval between adjacent protrusions is 30 μm. The electrode was welded to both sides of the conductive polymer sheet in the form of a sandwich to manufacture a PTC electrical apparatus as shown in FIG. 1.

비교예 5 Comparative Example 5

폴리에틸렌과 카본 블랙(100phr)을 혼합하여 두께 30㎛, 가로 5mm, 세로 10mm의 PTC 전도성 폴리머 시트를 제조하였다. 전해 도금을 통해 표면에 다수의 돌기들이 형성되어 있는 전해 동박을 준비하였다. 또한, 이 전해 동박을 탈지, 산세, 활성화 및 민감화 처리, 무전해 니켈 도금, 수세 공정을 통하여 상기 전해 동박의 표면 위에 1㎛ 두께의 무전해 니켈 도금층을 형성하여 전극을 제조하였다. 이때, 상기 전극의 표면에 형성되는 돌기들의 표면조도(Rz)가 10㎛이고, 평균폭이 10㎛이며, 인접하는 돌기들 사이의 평균 간격이 10㎛이다. 상기 전도성 폴리머 시트의 양면에 샌드위치 형태로 상기 전극을 융착시켜 도 1과 같은 형태의 PTC 전기장치를 제조하였다.Polyethylene and carbon black (100 phr) were mixed to prepare a PTC conductive polymer sheet having a thickness of 30 μm, a width of 5 mm, and a length of 10 mm. An electrolytic copper foil having a plurality of protrusions formed on its surface was prepared through electrolytic plating. In addition, the electrolytic copper foil was degreased, pickled, activated and sensitized, electroless nickel plated, and washed with water to form an electroless nickel plated layer having a thickness of 1 μm on the surface of the electrolytic copper foil to prepare an electrode. At this time, the surface roughness Rz of the protrusions formed on the surface of the electrode is 10 μm, the average width is 10 μm, and the average interval between adjacent protrusions is 10 μm. The electrode was welded to both sides of the conductive polymer sheet in the form of a sandwich to manufacture a PTC electrical apparatus as shown in FIG. 1.

시험예 Test Example

상기 실시예 1 내지 실시예 7 및 비교예 1 내지 비교예 5에 따라 제조된 전기장치에 대해 (1) 박리 강도(Peel Strength), (2) PTC 두께에 따른 저항 특성, (3) PTC 두께에 따른 브레이크다운 전압(Breakdown Voltage) 특성, (4) PTC 두께에 따른 Humidity Aging Test후 저항 특성 및 (5) PTC 두께에 따른 Solder heat withstand test후 저항 특성을 각각 측정하고, 그 결과를 아래의 표 1에 예시하였다.(1) Peel Strength, (2) Resistance Characteristics according to PTC Thickness, and (3) PTC Thickness for Electrical Devices Prepared According to Examples 1-7 and Comparative Examples 1-5 Breakdown Voltage characteristics, (4) resistance characteristics after Humidity Aging Test according to PTC thickness, and (5) resistance characteristics after Solder heat withstand test according to PTC thickness were measured and the results are shown in Table 1 below. Illustrated in

이때, 박리 강도(Peel Strength)는 전도성 폴리머 시트와 전극 사이의 기계적 접합력을 측정하는 방법으로 박리시의 피크 강도(Peak Strength)를 측정하였다. PTC의 저항은 전도성 폴리머 시트의 두께에 따라 증감하므로 측정된 저항을 전도성 폴리머 시트의 두께로 나누어서 전도성 폴리머 시트의 두께에 대한 의존성을 없앴다. 상기 브레이크다운 전압 측정에서도 전도성 폴리머 시트의 두께로 측정된 값을 나누어서 물성치를 구하였고 측정시 전압의 상승율(rising rate)은 10V/min이었다. Humidity Aging Test는 85℃, 95%R.H(상대습도) 조건에서 10,000hr 동안, Solder heat withstand test는 210℃에서 10sec동안 수행한 후 저항을 측정하여 이를 전도성 폴리머 시트의 두께로 나눈 값을 표기하였다.At this time, the peel strength was measured by measuring the peak strength at the time of peeling by measuring the mechanical bonding force between the conductive polymer sheet and the electrode. The resistance of the PTC increases and decreases with the thickness of the conductive polymer sheet, thus dividing the measured resistance by the thickness of the conductive polymer sheet, thereby eliminating the dependency on the thickness of the conductive polymer sheet. In the breakdown voltage measurement, the physical properties were obtained by dividing the measured value by the thickness of the conductive polymer sheet, and the rising rate of the voltage during the measurement was 10 V / min. Humidity Aging Test is performed at 85 ℃, 9 5% RH (relative humidity) For 10,000 hr, the solder heat withstand test was performed for 10 sec at 210 ° C., and then the resistance was measured to express the value divided by the thickness of the conductive polymer sheet.

A(kgf)A (kgf) B(mΩ/mm)B (mΩ / mm) C(V/mm)C (V / mm) D(mΩ/mm)D (mΩ / mm) E(mΩ/mm)E (mΩ / mm) 실시예 1Example 1 1.51.5 150150 250250 160160 230230 실시예 2Example 2 1.61.6 140140 270270 140140 210210 실시예 3Example 3 1.41.4 155155 260260 150150 220220 실시예 4Example 4 1.41.4 155155 270270 160160 230230 실시예 5Example 5 1.51.5 150150 270270 160160 225225 실시예 6Example 6 1.41.4 160160 310310 150150 250250 실시예 7Example 7 1.61.6 145145 260260 155155 200200 비교예 1Comparative Example 1 1.51.5 150150 250250 250250 260260 비교예 2Comparative Example 2 0.60.6 200200 260260 185185 340340 비교예 3Comparative Example 3 1.41.4 160160 270270 165165 400400 비교예 4Comparative Example 4 0.50.5 190190 240240 190190 255255 비교예 5Comparative Example 5 1.51.5 155155 120120 160160 230230

[여기서, A: 박리 강도(kgf), B: 저항/PTC두께(mΩ/mm), C: 브레이크다운 전압/PTC두께(V/mm), D: Humidity Aging Test후 저항/PTC두께(mΩ/mm), E: Solder heat withstand test후 저항/PTC두께(mΩ/mm)][Here, A: peel strength (kgf), B: resistance / PTC thickness (mΩ / mm), C: breakdown voltage / PTC thickness (V / mm), D: resistance / PTC thickness (mΩ / after Humidity Aging Test) mm), E: Resistance after solder heat withstand test / PTC thickness (mΩ / mm)]

상기 표 1로부터 알 수 있는 바와같이, 비교예 2 및 비교예 4는 본 발명의 실시예에 비해 박리 강도가 현저히 떨어지고, 상온 비저항(Resistivity)이 상대적으로 높다. 또한, 비교예 5의 경우는 본 발명의 실시예에 비해 브레이크다운 전압(breakdown voltage)이 낮다. 또한, 비교예 1은 Humidity Aging test후의 비저항이 본 발명의 실시예에 비해 높고, 비교예 2 및 비교예 3은 Solder heat withstand test후의 비저항이 본 발명의 실시예에 비해 높음을 확인할 수 있다.As can be seen from Table 1, Comparative Example 2 and Comparative Example 4 has a significantly lower peel strength and relatively high room temperature resistivity compared to the Examples of the present invention. In addition, the case of Comparative Example 5 is lower than the breakdown voltage (breakdown voltage) compared to the embodiment of the present invention. In addition, Comparative Example 1 can be confirmed that the specific resistance after the Humidity Aging test is higher than the embodiment of the present invention, Comparative Example 2 and Comparative Example 3 is higher than the embodiment of the present invention after the solder heat withstand test.

이와 같이, 본 발명의 전기장치는 비교예의 장치에 비해 전도성 폴리머와 금속 전극 사이의 결합력이 우수하고, 계면저항이 낮으며, 부식 방지와 에어갭(air gap) 방지에 적합할 뿐만 아니라 브레이크다운 현상도 방지한다.As described above, the electric device of the present invention has superior bonding force between the conductive polymer and the metal electrode, low interfacial resistance, suitable for corrosion prevention and air gap prevention as well as breakdown phenomenon, compared to the comparative device. Also prevents.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지 식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical spirit of the present invention and the following will be understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. Various modifications and variations are possible, of course, within the scope of equivalents of the claims to be described.

본 발명에 따른 PTC 전기장치는 전도성 폴리머의 두께를 최소화하면서도 전도성 폴리머와 금속 전극 사이의 결합력을 높이고, 브레이크다운 현상을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 전도성 폴리머와 금속 전극의 접합시 전극 표면의 노듈이나 불균일체로 인한 에어갭(air gap)을 방지하면서도 우수한 기계적 내지 화학적 결합력을 가질 수 있다.The PTC electrical apparatus according to the present invention can increase the bonding force between the conductive polymer and the metal electrode and minimize the breakdown phenomenon while minimizing the thickness of the conductive polymer. In addition, the bonding of the conductive polymer and the metal electrode may have an excellent mechanical or chemical bonding force while preventing air gaps due to nodules or nonuniformities on the electrode surface.

Claims (6)

PTC 전도성 폴리머 시트와 이 전도성 폴리머 시트의 서로 대향하는 면에 물리적으로 접촉되는 제 1 및 제 2 전극을 포함하는 전기장치에 있어서,An electrical device comprising a PTC conductive polymer sheet and first and second electrodes in physical contact with opposite sides of the conductive polymer sheet, (A) 상기 제 1 및 제 2 전극은 표면으로부터 돌출된 다수의 돌기들(protrusions)을 포함하고;(A) the first and second electrodes comprise a plurality of protrusions protruding from the surface; (B) 상기 돌기들은 표면조도(Rz)가 1 ~ 20㎛이고, 그 평균폭(average width)이 상기 표면조도(Rz)의 0.5 ~ 2배이고, 인접하는 돌기들 사이의 평균 간격(average gap)이 상기 표면조도(Rz)의 0.5 ~ 2배이며,(B) The protrusions have a surface roughness Rz of 1 to 20 μm, an average width of 0.5 to 2 times the surface roughness Rz, and an average gap between adjacent protrusions. 0.5 to 2 times the surface roughness Rz, (C) 상기 제 1 및 제 2 전극은 미세 조도 표면(microrough surface)을 가지는 제 1 금속의 베이스층과, 이 베이스층 위에 균일한 두께로 도금되는 제 2 금속의 표면층으로 이루어지고; (C) the first and second electrodes comprise a base layer of a first metal having a microrough surface and a surface layer of a second metal plated on the base layer with a uniform thickness; (D) 상기 제 2 금속은 상기 제 1 금속에 비해 상기 전도성 폴리머에 대한 화학적 결합력이 상대적으로 우수하며;(D) the second metal has a relatively better chemical bonding force to the conductive polymer than the first metal; (E) 상기 전도성 폴리머 시트의 두께가 상기 표면조도(Rz)의 5배 이상인 것을 특징으로 하는 전기장치.(E) The electric device, characterized in that the thickness of the conductive polymer sheet is at least five times the surface roughness (Rz). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 금속은 구리이고, 상기 제 2 금속은 니켈인 것을 특징으로 하는 전기장치.Wherein said first metal is copper and said second metal is nickel. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 미세 조도 표면(microrough surface)을 가지는 베이스층이 전착 공정에 의해 형성되고, 상기 표면층이 무전해 도금에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 전기장치.And a base layer having a microrough surface is formed by an electrodeposition process, and the surface layer is formed by electroless plating. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 돌기들의 평균폭(Rw)이 상기 표면조도(Rz)의 1 ~ 1.5배인 것을 특징으로 하는 전기장치.Electrical apparatus characterized in that the average width (Rw) of the projections is 1 to 1.5 times the surface roughness (Rz). 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 돌기들의 평균 간격(Rg)이 표면조도(Rz)의 1 ~ 1.5배인 것을 특징으로 하는 전기장치.The average distance (Rg) of the projections is characterized in that the electric device 1 ~ 1.5 times the surface roughness (Rz). 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 표면층의 두께가 0.1 ~ 5㎛인 것을 특징으로 하는 전기장치.The thickness of the surface layer is an electric device, characterized in that 0.1 ~ 5㎛.
KR1020040074681A 2004-09-17 2004-09-17 Electrical device having ptc conductive polymer KR100627513B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040074681A KR100627513B1 (en) 2004-09-17 2004-09-17 Electrical device having ptc conductive polymer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040074681A KR100627513B1 (en) 2004-09-17 2004-09-17 Electrical device having ptc conductive polymer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060025839A true KR20060025839A (en) 2006-03-22
KR100627513B1 KR100627513B1 (en) 2006-09-21

Family

ID=37131216

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040074681A KR100627513B1 (en) 2004-09-17 2004-09-17 Electrical device having ptc conductive polymer

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100627513B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116612951A (en) * 2023-06-27 2023-08-18 广州方邦电子股份有限公司 Thin film resistor and circuit board

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100398589B1 (en) * 2001-05-09 2003-09-19 재단법인 충남대학교 산학연교육연구재단 Embossed PTC Element and the Method for Manufacturing thereof
KR200323075Y1 (en) * 2003-05-12 2003-08-14 우리소재주식회사 A positive temperature coefficient thermistor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116612951A (en) * 2023-06-27 2023-08-18 广州方邦电子股份有限公司 Thin film resistor and circuit board
CN116612951B (en) * 2023-06-27 2024-02-27 广州方邦电子股份有限公司 Thin film resistor and circuit board

Also Published As

Publication number Publication date
KR100627513B1 (en) 2006-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1261931A (en) Electrical devices containing conductive polymers
US6377467B1 (en) Surface mountable over-current protecting device
US11705280B2 (en) Multilayer capacitor having open mode electrode configuration and flexible terminations
TW419678B (en) Electrical devices
US6326052B1 (en) Ceramic capacitor
EP1410406B1 (en) Electrical devices containing conductive polymers
CN1242100A (en) PTC thermistor and method for manufacturing the same
WO2007037279A1 (en) Terminal structure of chiplike electric component
US20160336093A1 (en) Elastic electric contact terminal adapted to small size
US6965293B2 (en) Electrical device having PTC conductive polymer
KR100627513B1 (en) Electrical device having ptc conductive polymer
TW200411681A (en) Thermistor having symmetrical structure
KR20160134410A (en) Elastic electric contact terminal adapted to small size
CN107809012A (en) It is suitable for the centreless elastic electric contact terminal of low clearance
WO2022191029A1 (en) Solid electrolytic capacitor
JP2003068502A (en) Chip resistor
CN1095174C (en) Electronic chip components and method of manufacturing the same
KR20100041975A (en) Elastic conductive contact terminal for surface mount
US20030020591A1 (en) Electrical device having ptc conductive polymer
KR200405787Y1 (en) Polymer PTC thermister and metal foil for electrode of polymer PTC thermistor
JP3833538B2 (en) Electrical device comprising a PTC conductive polymer
CN112423465A (en) Heat-conducting substrate
TWI853921B (en) Multilayer ceramic capacitor and method for forming the same
JP3134067B2 (en) Low resistance chip resistor and method of manufacturing the same
US12131848B2 (en) Varistor having flexible terminations

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20090413

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee