KR20180094284A - 후막 인쇄 기술을 이용한 전도성 퓨즈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전도성 퓨즈에 관한 것으로 높은 열 전도율을 가진 세라믹 기판 위에 후막 인쇄 기술을 이용하여 도전성 페이스트(Paste)를 형성하여 칩(Chip) 형태로 제공하고자 한다. 제품에 일정 전류 이상 흐를 시 도체 패턴이 발열 되면서 끊어지도록 설계를 하고, 발생하는 열은 Al₂O₃ 세라믹 기판을 통해 빠르게 방출되도록 하는 데 목적이 있다. 특히 퓨즈 특성이 있도록 도체 패턴을 설계하는 기술과 이를 세라믹 기판에 형성, 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

후막 인쇄 기술을 이용한 전도성 퓨즈{Conductive fuse using thick film printing technology}

본 발명은, 후막 기술을 사용하여 구조되며 Al₂O₃ 세라믹으로 만들어진 기판에 적용되는 퓨즈를 경제적인 비용으로 제조하는 방법에 관한 것이다.

기존의 칩 형태의 퓨즈는 일정 전류 이상 흐를 시 끊어지는 특성 물질(가용성 금속 컨덕터)을 사용하고 이를 형성하기 위해서 기판을 2개 이상 사용해야 하는 등의 방법을 필요로 한다.

본 발명은 기존에 사용되는 방법을 즉 제조공정을 최소화하여 하나의 세라믹 기판에 퓨즈를 형성하고자 한다. 특히 도체 패턴이 퓨즈 특성이 있도록 패턴을 설계하는 기술과 이를 세라믹 기판에 형성, 제조하는 방법을 해결해야 한다.

도체 패턴은 수학적 계산식에 의하여 사용자가 원하는 허용전류 값을 정밀성을 가지도록 설계하고, 이를 세라믹 기판에 스크린 프린팅 방법으로 인쇄하여 건조,소성 과정을 거쳐 증착되도록 한다.

본 발명의 목적은 기존의 칩(Chip) 형태의 퓨즈에 비하여 제조 공정이 간략화되어 저렴한 비용으로 제조할 수 있다. 또한, 수학적 계산에 의하여 설계된 퓨즈는 정밀성이 있으며, 다양한 종류 및 형상으로 제조할 수 있다.

본 발명의 목적은 저렴한 비용으로 제조되면서 충분한 정밀성을 가지는 종류(허용전류)의 퓨즈로서 핵심 기술은 허용 전류에 따라 도체 형상을 설계하는 기술과 이를 후막 인쇄 기술을 이용하여 최소한의 공정으로 제조하는 방법을 제공하는 데 있다..

도체 설계는 하기의 수식(예시)에 의하여 제작된다.

예시)

I = KT ^0.44 A ^0.725

I = 허용 전류

K = 고유 상수 : 0.48

T = 온도 상승 (℃)

A = 단면적 (at 1mil )

100mA의 허용 전류를 갖기 위한 도체 설계 값

0.1 = (0.48) * (35) ^0.44 A ^0.725

A ^0.725 = (0.48) * (35) ^0.44 / 0.1

A =^0.725 v (0.48) * (35) ^0.44 / 0.1

= 75.29 mil = 1.912mm

도체 길이(l) : 50mm

도체 폭(W) : 5mm

도체 두께(t) : 7.5um

예시에 제시한 것처럼 도체의 길이와 폭을 설정하여 허용전류를 제한할 수 있다.

100mA 이상의 전류가 흐를 시 상기 그림 1,2의 가장 얇은 패턴이 발열 되면서 끊어 지는 것을 특징으로 한다.

발생하는 열은 세라믹 기판의 특성을 이용하여 빠르게 주변으로 방출되는 것을 특징으로 한다.

설계된 패턴은 PdAg 성분의 도체 페이스트를 AL₂O₃ 세라믹 기판 위에 스크린 프린팅 방법으로 인쇄하고,

건조, 소성 과정을 거쳐 패턴이 증착되도록 하는 것을 특징으로 한다. 기판의 반대면은 PCB에 실장 할 수 있도록 패드를 형성한다.

Claims (3)

1. PdAg 도체 페이스트를 이용하여 퓨즈의 특성을 가지는 것을 특징으로 하는 점.
2. 상기 1항의 도체 페이스트를 세라믹 기판 위에 형성하는 것을 특징으로 하는 점.
3. 상기 2항의 기판 위에 형성하는 제조 공정이 인쇄, 건조, 소성 과정을 거쳐서 제조 되는 것을 특징으로 하는 점.

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