KR20210001473A - 보호소자의 화재방지를 위한 패키지 기판 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보호소자의 화재방지를 위한 패키지 기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 이를 위해 상부 표면에 일정간격으로 다수개의 전극(111)이 인쇄되고, 전극과 전극 사이에는 페이스트(paste)(112)가 인쇄된 하부베이스기판(110);
하부베이스기판(110) 상의 보호소자를 보호하는 상부서브커버기판(120); 및
하부베이스기판(110)과 상부서브커버기판(120)의 사이에 구비되며, 페이스트(paste)가 눌리면서 깨지고 이로 인해 저항 값이 변하게 되는 것을 방지함과 아울러 페이스트가 터지면서 발생되는 불꽃의 공간부(131)을 확보하여 폭발 위험성이 없도록 일정한 간격을 유지시켜 공간을 확보하는 스페이서(130);가 포함된다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 하부베이스기판 상에 상부서브커버기판을 올려놓더라도 보호소자를 보호할 수 있는 공간을 확보를 할 수 있어서 폭발 위험성이 없는 안전성이 우수한 보호소자 패키지를 제조할 수 있도록 한 것이고, 이로 인해 패키지 기판의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자인 소비자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.

Description

보호소자의 화재방지를 위한 패키지 기판 및 그 제조방법{Package substrate for preventing explosion of protective element and method of manufacturing the same}

본 발명의 실시예는 보호소자의 화재방지를 위한 패키지 기판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하부베이스기판 상에 상부서브커버기판을 올려놓더라도 보호소자를 보호할 수 있는 공간을 확보를 할 수 있어서 화재 위험성이 없는 안전성이 우수한 보호소자 패키지를 제조할 수 있도록 한 것이고, 이로 인해 패키지 기판의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자인 소비자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.

주지하다시피 배터리의 충,방전 중에 과전류가 흐르는 경우에는 제1 과전류 반응용 저융점 메탈이 용융되어 회로를 단락시키고, 정격 전류와 과전류(예: 정격전류의 2배) 사이의 전류가 흐르는 경우에는 온도반응형 메탈이 용융되어 회로를 신속하게 단락시킴으로써 폭발 또는 소손으로부터 배터리를 좀 더 안정적으로 보호할 수 있는 기술이 요구 되었다.

그러한 상기한 종래 기술은 다음과 같은 문제점이 발생 되었다.

즉, 베이스기판 상에 전극인쇄(Ag Paste)와 열페이스트(thermal paste)를 인쇄 후 서브기판을 올려 놓고 핫 프레싱 하게 되면 전극인쇄(Ag Paste)와 열페이스트(thermal paste)가 눌리면서 깨지고 이로 인해 저항 값이 변하게 되는 커다란 문제점이 발생되었다.

특히 상기한 종래 기술은 베이스기판과 서브기판이 거의 닿을 정도로 밀착되기 때문에 페이스트가 터지면서 발생되는 불꽃의 공간확보가 어려워 페이스트가 고열에 녹아도 전극이 단락되지 않기 때문에 계속 전류가 공급되므로 화재가 발생되는 커다란 문제점이 발생 되었다.

그리고 상기한 종래 기술은 과전압시 터져서 폭발 위험도 발생하게 되는 커다란 문제점이 발생 되었다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 아래와 같은 선행기술문헌들이 개발되었으나, 여전히 상기한 종래 기술의 문제점을 일거에 해결하지 못하는 커다란 문제점이 발생 되었다.

대한민국 등록특허공보 제1765681호(2017. 08. 01)가 등록된바 있다. 대한민국 등록특허공보 제1449921호(2014. 09. 30)가 등록된바 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 보호소자의 화재방지를 위한 패키지 기판에 하부베이스기판과 상부서브커버기판 그리고 스페이서가 구비됨을 제1목적으로 한 것이고, 상기한 기술적 구성에 의한 본 발명의 제2목적은 하부베이스기판 상에 상부서브커버기판을 긴밀히 밀착시키더라도 보호소자를 보호할 수 있는 공간을 확보를 할 수 있어서 화재 위험성이 없는 안전성이 우수한 보호소자 패키지를 제조할 수 있도록 한 것이고, 제3목적은 하부베이스기판과 상부서브커버기판의 사이에 공간을 확보할 수 있는 스페이서를 구비하므로 핫 프레싱을 하게 되더라고 전극인쇄(Ag Paste)와 열페이스트(thermal paste)가 눌리거나 깨지지 않게 되어 결과적으로 저항 값이 변하지 않도록 한 것이며, 제4목적은 페이스트가 터지면서 발생되는 불꽃의 공간을 확보할 수 있게 되어 페이스트가 녹아 전극이 단락되지 않는 문제점을 일거에 해결할 수 있도록 한 것이고, 제5목적은 과전압에 의해 터지는 폭발 위험도 방지할 수 있도록 한 것이며, 제6목적은 이로 인해 패키지 기판의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자인 소비자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 보호소자의 화재방지를 위한 패키지 기판 및 그 제조방법을 제공한다.

이러한 목적 달성을 위하여 본 발명은 하부베이스기판 상에 상부서브기판을 긴밀히 밀착시키더라도 보호소자를 보호할 수 있는 공간을 확보를 할 수 있어서 폭발 위험성이 없는 안전성이 우수한 보호소자 패키지 기판을 제조할 수 있도록 하기 위해, 상부 표면에 일정간격으로 다수개의 전극이 인쇄되고, 전극과 전극 사이에는 페이스트(paste)가 인쇄된 하부베이스기판; 하부베이스기판 상의 보호소자를 보호하는 상부서브커버기판; 및 하부베이스기판과 상부서브커버기판(120)의 사이에 구비되며, 페이스트(paste)가 눌리면서 깨지고 이로 인해 저항 값이 변하게 되는 것을 방지함과 아울러 페이스트가 터지면서 발생되는 불꽃의 공간부을 확보하여 폭발 위험성이 없도록 일정한 간격을 유지시켜 공간을 확보하는 스페이서;가 포함됨을 특징으로 하는 보호소자의 화재방지를 위한 패키지 기판을 제공한다.

또한 본 발명은 하부베이스기판 상에 상부서브기판을 긴밀히 밀착시키더라도 보호소자를 보호할 수 있는 공간을 확보를 할 수 있어서 폭발 위험성이 없는 안전성이 우수한 보호소자 패키지 기판의 제조방법을 제공하기 위해, 하부베이스기판은, 하부베이스기판상에 일정 간격으로 다수개의 전극을 인쇄하는 단계와, 건조하는 단계와, 서멀페이스트(thermal paste)를 인쇄하는 단계와 건조단계를 순차척으로 진행하고, 상부서브커버기판은, 스페이서(spacer)를 형성하는 단계와 건조하는 단계, 본딩(bonding) 인쇄하는 단계를 순차적으로 진행하고, 상기와 같이 각각의 단계를 거친 하부베이스기판과 상부서브커버기판을 상호 합착하는 단계를 거쳐 최종 패키지 기판을 제조함을 특징으로 하는 보호소자의 화재방지를 위한 패키지 기판의 제조방법을 제공한다.

상기에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명은 보호소자의 화재방지를 위한 패키지 기판에 하부베이스기판과 상부서브커버기판 그리고 스페이서가 구비되도록 한 것이다.

상기한 기술적 구성에 의한 본 발명은 하부베이스기판 상에 상부서브커버기판을 긴밀히 밀착시키더라도 보호소자를 보호할 수 있는 공간을 확보를 할 수 있어서 폭발 위험성이 없는 안전성이 우수한 보호소자 패키지를 제조할 수 있도록 한 것이다.

또한 본 발명은 하부베이스기판과 상부서브커버기판의 사이에 공간을 확보할 수 있는 스페이서를 구비하므로 핫 프레싱을 하게 되더라고 전극인쇄(Ag Paste)와 열페이스트(thermal paste)가 눌리거나 깨지지 않게 되어 결과적으로 저항 값이 변하지 않도록 한 것이다.

그리고 본 발명은 페이스트가 터지면서 발생되는 불꽃의 공간을 확보할 수 있게 되어 페이스트가 녹아 전극이 단락되지 않는 문제점을 일거에 해결할 수 있도록 한 것이다.

아울러 본 발명은 과전압에 의해 터지는 폭발 위험도 방지할 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 상기한 효과로 인해 패키지 기판의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자인 소비자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.

이하에서는 이러한 효과 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명에 적용된 보호소자의 화재방지를 위한 패키지 기판의 분해
사시도.
도 2 는 본 발명에 적용된 보호소자의 화재방지를 위한 패키지 기판의 결합
상태 단면도.
도 3 은 본 발명에 적용된 보호소자의 화재방지를 위한 패키지 기판의 제조
방법 흐름도.
도 4 는 본 발명에 적용된 하부베이스기판과 상부서브커버기판의 실제 제품
사진.

본 발명에 적용된 보호소자의 화재방지를 위한 패키지 기판 및 그 제조방법은 도 1 내지 도 4 에 도시된 바와 같이 구성되는 것이다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.

먼저, 본 발명은 하부베이스기판 상에 상부서브기판을 긴밀히 밀착시키더라도 보호소자를 보호할 수 있는 공간을 확보를 할 수 있어서 폭발 위험성이 없는 안전성이 우수한 보호소자 패키지 기판(100)을 제조할 수 있도록 하기 위해 다음의 기술적 구성이 구비된다.

즉, 본 발명은 일정 간격으로 다수개의 관통구멍(thru hole)(113)이 형성되고, 상부 표면에 일정간격으로 다수개의 전극(111)이 인쇄되고, 전극과 전극 사이에는 페이스트(paste)(112)가 인쇄된 하부베이스기판(110)이 구비된다.

또한 본 발명은 상기 하부베이스기판(110) 상의 보호소자를 보호하며, 일정 간격으로 다수개의 관통구멍(thru hole)이 형성된 상부서브커버기판(120)이 구비된다.

그리고 본 발명은 상기 하부베이스기판(110)과 상부서브커버기판(120)의 사이에 구비되며, 페이스트(paste)가 눌리면서 깨지고 이로 인해 저항 값이 변하게 되는 것을 방지함과 아울러 페이스트가 터지면서 발생되는 불꽃의 공간부(131)을 확보하여 폭발 위험성이 없도록 일정한 간격을 유지시켜 공간을 확보하는 스페이서(130)가 포함된 보호소자의 화재방지를 위한 패키지 기판을 제공한다.

특히 본 발명에 적용된 상기 스페이서(130)의 높이는 인쇄된 페이스트(paste)(112)의 높이 보다 높게 형성함을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 적용된 상기 공간부(131)의 간격은 150~200 미크론(micron)으로 이루어진다.

이때 상기 공간부(131)의 간격이 150 미크론(micron) 이하일 경우에는 상부서브커버기판(120)의 저면부가 페이스트(112)에 맞닿게 되는 문제점이 있고, 상기 공간부(131)의 간격이 200 미크론(micron) 이상일 경우에는 추후 다이싱(dicing) 작업시에 패키지 기판이 너무 두꺼워서 자르게 어렵기 때문에 상기 공간부(131)의 간격은 150~200 미크론(micron)으로 이루어짐이 바람직하다.

또한 본 발명에 적용된 상기 스페이서(130)는 각 전극(111)과 페이스트(112)쪽 양단에만 각각 형성하여 사용할 수 있다.

아울러 본 발명에 적용된 상기 스페이서(130)는 전술한 바와 같이 각 전극(111)과 페이스트(112)쪽 양단에 각각 형성하여 사용할 수 있음은 물론 추후 다이싱(dicing) 작업시에 이물질이나 물이 유입되지 않도록 관통구멍(113)쪽에도 형성하여 전체적으로 스페이서(130)가 직사각형 형상으로 이루어지도록 할 수 있음은 물론이다.

한편, 본 발명에 적용된 상기 스페이서(spacer)의 재료는 Epoxy Resin, Acryl Resin, Polyester Resin 또는 이를 혼합한 열경화성 수지로 이루어짐이 바람직하다.

또 한편, 본 발명에 적용된 상기 스페이서(spacer)의 재료에 사용되는 Resin 에는 열압착시 형상 유지를 위해 강도 보강용 SiO2 , CaCO3, TiO2, Talc의 무기 Filler가 함유되는 것이 바람직하다.

한편 본 발명은 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.

그리고 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명 보호소자의 화재방지를 위한 패키지 기판 및 그 제조방법의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

우선, 본 발명은 하부베이스기판 상에 상부서브커버기판을 올려놓더라도 보호소자를 보호할 수 있는 공간을 확보를 할 수 있어서 폭발 위험성이 없는 안전성이 우수한 보호소자 패키지를 제조할 수 있도록 한 것이다.

이를 위해 본 발명에 적용된 도 1 은 본 발명에 적용된 보호소자의 화재방지를 위한 패키지 기판(100)의 분해 사시도로, 하부베이스기판(110)과 상부서브커버기판(120)을 분해한 사시도이다.

이때 도 4 는 본 발명에 적용된 하부베이스기판(110)과 상부서브커버기판(120)의 실제 제품 사진이다.

또한 도 2 는 본 발명에 적용된 보호소자의 화재방지를 위한 패키지 기판(100)의 결합상태 단면도로, 하부베이스기판(110)과 상부서브커버기판(120)이 스페이서(130)와 함께 결합된 상태를 보인 요부 확대 단면도이다.

그리고 도 3 은 본 발명에 적용된 보호소자의 화재방지를 위한 패키지 기판(100)의 제조방법 흐름도를 나타낸 것이다.

상기한 본 발명의 작용효과를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

하부베이스기판 상에 상부서브기판을 긴밀히 밀착시키더라도 보호소자를 보호할 수 있는 공간을 확보를 할 수 있어서 폭발 위험성이 없는 안전성이 우수한 보호소자 패키지 기판(100)의 제조방법을 제공하기 위해 다음의 각 단계를 거치게 된다.

즉, 본 발명에 적용된 하부베이스기판(110)은,

하부베이스기판(110)상에 일정 간격으로 다수개의 전극(111)을 인쇄하는 단계와, 건조하는 단계와, 서멀페이스트(thermal paste)를 인쇄하는 단계와 건조단계를 순차척으로 진행하고,

또한 본 발명에 적용된 상부서브커버기판(120)은,

스페이서(spacer)(130)를 형성하는 단계와 건조하는 단계, 본딩(bonding) 인쇄하는 단계를 순차적으로 진행하고,

상기와 같이 각각의 단계를 거친 하부베이스기판(110)과 상부서브커버기판(120)을 상호 합착하는 단계를 거쳐 최종 패키지 기판(100)을 제조하게 된다.

이때 상기 패키지 기판(100)을 제조한 후에는 패키지 기판(100)의 상하면에 필름을 부착한 후 입방체로 절단하는 다이싱(dicing) 작업을 거치는 작업이 수행된다.

상기 필름부착은 다이싱(dicing) 작업시에 기판 조각이 흐트러지지 않도록 한 것이고, 다이싱(dicing) 작업은 관통구멍의 중앙을 중심으로 입방체 형태로 절단하게 된다.

특히 본 발명에 적용된 상기 각 건조단계는 100~200℃로 20~60분동안 건조시키게 된다.

이때 상기 건조단계의 온도가 100℃ 이하일 경우에는 인쇄 건조가 잘 되기 않게 되고, 온도가 200℃ 이상일 경우에는 PCB가 변형되기 때문에 상기 건조온도는 100~200℃가 바람직하다.

또한 상기 건조단계의 시간이 20분 이하일 경우에는 Paste 내부에 용제가 잔류하게되고, 시간이 60분 이상일 경우에는 PCB가 변형될 수 있기 때문에 상기 건조시간은 20~60분이 바람직하다.

아울러 본 발명에 적용된 상기 합착단계는 하부베이스기판(110)과 상부서브커버기판(120)을 120~170℃의 핫프레스(hot press)로 상호 합착시키게 된다.

이때 상기 합착단계의 온도가 120℃ 이하일 경우에는 하부베이스기판(110)과 상부서브커버기판(120)의 합착이 잘 되지 않게 되고, 또한 상기 합착단계의 온도가 170℃ 이상일 경우에는 인쇄부위가 녹기 때문에 상기 합착단계의 온도는 120~170℃가 바람직하다.

본 발명 보호소자의 화재방지를 위한 패키지 기판 및 그 제조방법의 기술적 사상은 실제로 동일결과를 반복 실시 가능한 것으로, 특히 이와 같은 본원발명을 실시함으로써 기술발전을 촉진하여 산업발전에 이바지할 수 있어 보호할 가치가 충분히 있다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 보호소자의 화재방지를 위한 패키지 기판
110: 하부베이스기판
120: 상부서브커버기판
130: 스페이서

Claims (5)

1. 하부베이스기판 상에 상부서브기판을 긴밀히 밀착시키더라도 보호소자를 보호할 수 있는 공간을 확보를 할 수 있어서 폭발 위험성이 없는 안전성이 우수한 보호소자 패키지 기판(100)을 제조할 수 있도록 하기 위해,
   상부 표면에 일정간격으로 다수개의 전극(111)이 인쇄되고, 전극과 전극 사이에는 페이스트(paste)(112)가 인쇄된 하부베이스기판(110);
   하부베이스기판(110) 상의 보호소자를 보호하는 상부서브커버기판(120); 및
   하부베이스기판(110)과 상부서브커버기판(120)의 사이에 구비되며, 페이스트(paste)가 눌리면서 깨지고 이로 인해 저항 값이 변하게 되는 것을 방지함과 아울러 페이스트가 터지면서 발생되는 불꽃의 공간부(131)을 확보하여 폭발 위험성이 없도록 일정한 간격을 유지시켜 공간을 확보하는 스페이서(130);가 포함됨을 특징으로 하는 보호소자의 화재방지를 위한 패키지 기판.
   
2. 청구항 1 에 있어서,
   상기 스페이서(130)의 높이는 인쇄된 페이스트(paste)(112)의 높이 보다 높게 형성함을 특징으로 하는 보호소자의 화재방지를 위한 패키지 기판.
   
3. 청구항 1 에 있어서,
   상기 스페이서(spacer)의 재료는 Epoxy Resin, Acryl Resin, Polyester Resin 또는 이를 혼합한 열경화성 수지로 이루어짐을 특징으로 하는 보호소자의 화재방지를 위한 패키지 기판,
   
4. 청구항 1 에 있어서,
   상기 스페이서(spacer)의 재료에 사용되는 Resin 에는 열압착시 형상 유지를 위해 강도 보강용 SiO2 , CaCO3, TiO2, Talc의 무기 Filler가 함유된 것을 특징으로 하는 보호소자의 화재방지를 위한 패키지 기판.
   
5. 하부베이스기판 상에 상부서브기판을 긴밀히 밀착시키더라도 보호소자를 보호할 수 있는 공간을 확보를 할 수 있어서 폭발 위험성이 없는 안전성이 우수한 보호소자 패키지 기판(100)의 제조방법을 제공하기 위해,
   하부베이스기판(110)은,
   하부베이스기판(110)상에 일정 간격으로 다수개의 전극(111)을 인쇄하는 단계와, 건조하는 단계와, 서멀페이스트(thermal paste)를 인쇄하는 단계와 건조단계를 순차척으로 진행하고,
   상부서브커버기판(120)은,
   스페이서(spacer)(130)를 형성하는 단계와 건조하는 단계, 본딩(bonding) 인쇄하는 단계를 순차적으로 진행하고,
   상기와 같이 각각의 단계를 거친 하부베이스기판(110)과 상부서브커버기판(120)을 상호 합착하는 단계를 거쳐 최종 패키지 기판(100)을 제조함을 특징으로 하는 보호소자의 화재방지를 위한 패키지 기판의 제조방법.
   
   

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