WO2016159432A1 - 과전류 보호용 마이크로 퓨즈 및 그 제조 방법 - Google Patents

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김현철
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University of Ulsan Foundation for Industry Cooperation
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H69/00—Apparatus or processes for the manufacture of emergency protective devices
    • H01H69/02—Manufacture of fuses
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00—Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02—Details
    • H01H85/04—Fuses, i.e. expendable parts of the protective device, e.g. cartridges

Definitions

  • the present invention is a micro-fuse for overcurrent protection and a method of manufacturing the same More particularly, the present invention relates to a micro-fuse for overcurrent protection and a method of manufacturing the same, in which a plurality of pattern electrodes are disposed on a substrate and each resistance ratio is adjusted to appropriately control a temperature distribution.
  • Micro fuses are used to protect various electronic devices by blocking overcurrent in electronic circuits, and are being used as core components in electronic devices such as mobile devices and chargers.
  • the fuse is a safety protection device to protect the system from a faulty current which causes a serious loss in electronic equipment.
  • the fuse element melts and flows due to the heat generated by the current. It is a device to prevent fire in advance by preventing it.
  • SMD surface mount device
  • micro-fuse The function of the micro-fuse is designed with a time delay that is resistant to in-rush current or to high surge voltage in a simple fast type fuse due to overcurrent.
  • Patent No. 10-1058946 (Time Delay Microfuse with Multi-Layered Molding Layer and Its Manufacturing Method) Registered in Korean Patent Office by the Applicant,
  • the fuse board, the soluble body connected to each terminal of the fuse board, the above soluble inside A micro fuse having a structure in which a molding layer is formed on a front surface of a fuse substrate to accommodate a sieve has been proposed.
  • the present invention is to overcome the problems of the prior art described above, to provide a micro-fuse for over-current protection and a method of manufacturing the same by arranging a plurality of pattern electrodes on the substrate and by controlling the resistance ratio to properly control the temperature distribution Its purpose is to.
  • a micro-fuse for overcurrent protection comprising: a substrate having first to fourth port electrodes formed on four surfaces thereof; A plurality of pattern electrodes extending in a longitudinal direction from two port electrodes facing each other among the first to fourth port electrodes, and alternately arranged at regular intervals without being in contact with each other; A heater layer covering an upper portion of the plurality of pattern electrodes; Upper portions of the two port electrodes on which the pattern electrodes are formed, and respective contact and adhesive layers formed on the heater layer; And a soluble body formed on top of each of the adhesive layers.
  • the plurality of pattern electrodes may include: four first pattern electrodes extending from one of the two port electrodes facing each other;
  • the second port electrode may include three second pattern electrodes extending from one of the two port electrodes facing each other and not disposed in contact with the four first pattern electrodes.
  • the distance between the first pattern electrode and the second pattern electrode adjacent to each other from the center of the substrate is R1, R2, R3, and the length ratio of R1, R2, R3 is 1: 1.
  • the heater layer may be made of a conductive silicone resin compound, and the heater layer may include Si, C, or SiC.
  • the adhesive layer may be made of conductive silver epoxy.
  • the soluble body is made of pb and Sn alloy, it is preferable that the pb: Sn mixing ratio is an alloy mixed in 9: 1.
  • a method of manufacturing a microfuse for overcurrent protection comprising: a) forming first to fourth port electrodes on four sides of a substrate; b) forming a plurality of pattern electrodes extending in a longitudinal direction from two opposing port electrodes of the first to fourth port electrodes, respectively, which are alternately arranged at regular intervals without being in contact with each other; c) forming a heater layer covering the plurality of pattern electrodes; d) forming upper portions of the two port electrodes on which the pattern electrodes are formed, and respective contact and adhesive layers formed on the heater layer; And e) forming a soluble body on top of each adhesive layer.
  • the forming of the plurality of pattern electrodes may include: four first pattern electrodes extending from one of the two port electrodes facing each other; Three second pattern electrodes extending from the other one of the two port electrodes facing each other and not in contact with the four first pattern electrodes may be formed.
  • over-current protection micro-fuse configured as described above and a method for manufacturing the same, there is an effect that it is possible to appropriately control the temperature distribution by arranging a plurality of pattern electrodes on the substrate and adjusting the respective resistance ratio.
  • the number of manufacturing process of the micro fuse is reduced, thereby simplifying the work and reducing the manufacturing cost.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a micro-fuse for overcurrent protection according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view illustrating line A-A of FIG. 1.
  • FIG. 2 is a plan view illustrating line A-A of FIG. 1.
  • 3A to 3D are temperature distribution diagrams showing an optimum resistance ratio according to a change in distance between pattern electrodes of a microfuse for overcurrent protection according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 4A through 4D are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing an overcurrent protection micro fuse according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the present invention may have various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a micro-fuse for overcurrent protection according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a plan view showing a line A-A of FIG.
  • the micro-fuse for overcurrent protection according to an embodiment of the present invention, the substrate 10, the first to fourth port electrodes (11, 12, 13, 14), a plurality of pattern electrodes (21, 22) ), The heater layer 30, the contact layer 40, the adhesive layer 50 and the soluble body 60.
  • First to fourth port electrodes 11, 12, 13, and 14 are formed on four surfaces of the substrate 10, respectively.
  • a plurality of micro fuses are arranged in the horizontal and vertical direction at regular intervals on the substrate 10 to form a plurality of SMD micro fuses through one substrate 10.
  • the substrate 10 used a FR-4 PCB substrate.
  • the plurality of pattern electrodes 21 and 22 extend from the two port electrodes 11 and 13 facing each other among the first to fourth port electrodes 11, 12, 13, and 14, respectively, and are in contact with each other. They are alternately arranged at regular intervals.
  • the plurality of pattern electrodes 21 and 22 may include four first pattern electrodes 21 extending from one of the two port electrodes 11 and 13 facing each other; Three second pattern electrodes extending from the other one of the two port electrodes 11 and 13 facing each other and formed between each other without contacting the four first pattern electrodes 21 ( 22).
  • the plurality of pattern electrodes 21 and 22 may serve as heating electrodes, and in this case, the plurality of pattern electrodes 21 and 22 are patterned to be alternately disposed in a non-contact state with each other.
  • the first to fourth port electrodes 11, 12, 13, and 14 and the pattern electrodes 21 and 31 are patterned with copper (Cu), aluminum (Al), silver (Ag), gold (Au), or the like. It may be formed by a process, or may be formed by a patterning process with an alloy such as copper (Cu) and aluminum (Al).
  • the heater layer 30 covers the upper portion of the plurality of pattern electrodes 21 and 22.
  • the heater layer 30 is coated on the plurality of pattern electrodes 21 and 22 extending from the first and third port electrodes 11 and 13, preferably the second and fourth ports.
  • the electrodes 12 and 14 are formed to cover all of them.
  • a fine electrode pattern is formed on the plurality of pattern electrodes 21 and 22 by using a DFR process, and the conductive layer is coated on the heater layer 30 to improve the characteristics of the fuse thereon. ) Was formed.
  • the heater layer 30 is preferably made of a conductive silicone resin compound. To this end, the heater layer 30 may include Si, C or SiC.
  • Each of the contact layer 40 and the adhesive layer 50 is formed on the two port electrodes 11 and 13 on which the pattern electrodes 21 and 22 are formed, and on the heater layer 30.
  • the adhesive layer 50 may be made of conductive silver epoxy.
  • the soluble body 60 is formed on top of each of the adhesive layers 50.
  • the soluble body 60 is made of pb and Sn alloy, it is preferable that the pb: Sn is an alloy mixed in a 9: 1 mixing ratio.
  • the soluble body 60 is made by sintering a metal oxide and using a property of changing resistance according to temperature, and transition metal oxide such as manganese, nickel, cobalt, iron, copper, etc. in binary or ternary system according to the required characteristics. It may be formed by mixing raw powders using different oxidation systems. In particular, it may comprise any one of silver, copper, gold, aluminum or their alloys, or metal plated with any one of them.
  • the soluble substance 60 is configured to serve as a soluble substance (fuse) that can safely protect the circuit when an abnormal current is drawn.
  • the micro fuse of the present invention may be applied to a surface mount device (SMD) type.
  • SMD surface mount device
  • 3A to 3D are temperature distribution diagrams illustrating an optimum resistance ratio according to a change in distance between pattern electrodes of a microfuse for overcurrent protection according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the micro-fuse for overcurrent protection provides a distance between the adjacent first pattern electrode 21 and the second pattern electrode 22 from the center of the substrate 10 to R1. , R2 and R3, and the length ratio of the R1, R2 and R3 can be appropriately adjusted.
  • FIG. 3A is a temperature distribution when the length ratio of R1, R2, R3 is 1: 1: 1
  • FIG. 3B is a temperature distribution when the length ratio of R1, R2, R3 is 1: 2: 3C.
  • Is a temperature distribution when the length ratio of R1, R2 and R3 is 1: 1.4:
  • FIG. 3D shows a temperature distribution when the length ratio of R1, R2 and R3 is 1: ⁇ : ⁇ .
  • the present invention provides an optimal temperature distribution when the length ratio of the distances R1, R2, and R3 between the adjacent first pattern electrode 21 and the second pattern electrode 22 is 1: 1. The result was obtained.
  • 4A through 4D are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing an overcurrent protection micro fuse according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the first to fourth port electrodes 11, 12, 13, and 14 are formed on four surfaces of the substrate 10 prepared in step (a) of forming the first to fourth port electrodes.
  • a plurality of micro fuses are arranged in the horizontal and vertical direction at regular intervals on the substrate 10 to form a plurality of SMD micro fuses through one substrate 10.
  • the substrate 10 used a FR-4 PCB substrate.
  • step (b) of forming a plurality of pattern electrodes the first to fourth port electrodes 11, 12, 13, and 14 are formed to extend in the longitudinal direction from two opposing port electrodes 11, 13, respectively.
  • a plurality of pattern electrodes 21 and 22 are alternately arranged at regular intervals without being in contact with each other.
  • the plurality of pattern electrodes 21 and 22 may serve as heating electrodes, and in this case, the plurality of pattern electrodes 21 and 22 are patterned to be alternately arranged in a non-contact state with each other.
  • the first to fourth port electrodes 11, 12, 13, and 14 and the pattern electrodes 21 and 31 are patterned with copper (Cu), aluminum (Al), silver (Ag), gold (Au), or the like. It may be formed by a process, or may be formed by a patterning process with an alloy such as copper (Cu) and aluminum (Al).
  • the R1 it is preferable that the length ratio of, R2, R3 is 1: 1.
  • the heater layer 30 covering the plurality of pattern electrodes 21 and 22 is formed.
  • the heater layer 30 is coated on the plurality of pattern electrodes 21 and 22 extending from the first and third port electrodes 11 and 13, preferably the second and fourth ports.
  • the electrodes 12 and 14 are formed to cover all of them.
  • a fine electrode pattern is formed on the plurality of pattern electrodes 21 and 22 by using a DFR process, and the conductive layer is coated on the heater layer 30 to improve the characteristics of the fuse thereon. ) Was formed.
  • the heater layer 30 may be made of a conductive silicone resin compound, and more specifically, the heater layer 30 may include Si, C, or SiC.
  • the heater layer 30 is preferably formed by a screen printing method.
  • each of the contacts formed on the upper portion of the two port electrodes 11 and 13 on which the pattern electrodes 21 and 22 are formed and on the heater layer 30 is formed.
  • Layer 40 and adhesive layer 50 are formed.
  • the adhesive layer 50 is made of conductive silver epoxy.
  • the soluble body 60 is formed on the adhesive layer 50.
  • the soluble body 60 is made of pb and Sn alloy, it is preferable that the pb: Sn is an alloy mixed in a 9: 1 mixing ratio.
  • the soluble body 60 is made by sintering a metal oxide and using a property of changing resistance according to temperature, and transition metal oxide such as manganese, nickel, cobalt, iron, copper, etc. in binary or ternary system according to the required characteristics. It may be formed by mixing raw powders using different oxidation systems. In particular, it may comprise any one of silver, copper, gold, aluminum or their alloys, or metal plated with any one of them.
  • the soluble substance 60 is configured to serve as a soluble substance (fuse) that can safely protect the circuit when an abnormal current is drawn.
  • the micro fuse of the present invention may be applied to a surface mount device (SMD) type.
  • SMD surface mount device
  • over-current protection micro-fuse and the manufacturing method thereof according to the present invention configured as described above, it is possible to appropriately control the temperature distribution by arranging a plurality of pattern electrodes on the substrate and adjusting the respective resistance ratio, the manufacture of the micro fuse Reduced number of processes simplifies operation and reduces manufacturing costs.

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Abstract

본 발명은 기판 상에 다수의 패턴 전극을 배치하고 각각의 저항비를 조절하여 온도 분포를 적절하게 제어하도록 한 과전류 보호용 마이크로 퓨즈 및 그 제조방법에 관한 것으로, 4면에 각각 제1 내지 제4 포트 전극이 형성된 기판; 상기 제1 내지 제4 포트 전극중 마주보는 2개의 포트 전극으로부터 길이방향으로 각각 연장 형성되되, 서로 접촉하지 않고 일정 간격으로 교번 배치되는 다수의 패턴 전극; 상기 다수의 패턴 전극 상부를 덮는 히터층; 상기 패턴 전극이 형성된 2개의 포트 전극의 상부와, 상기 히터층 상부에 형성되는 각각의 컨택층 및 접착층; 및 상기 각각의 접착층의 상부에 형성되는 가용체를 포함한다.

Description

과전류 보호용 마이크로 퓨즈 및 그 제조 방법
본 발명은 과전류 보호용 마이크로 퓨즈 및 그 제조방법 에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판 상에 다수의 패턴 전극을 배치하고 각각의 저항비를 조절하여 온도 분포를 적절하게 제어하도록 한 과전류 보호용 마이크로 퓨즈 및 그 제조방법에 관한 것이다.
마이크로 퓨즈는 전자 회로에서 과전류를 차단하여 각종 전자 소자들을 보호하기 위한 것으로, 모바일 기기나 충전기 등의 전자 기기들에 핵심 부품으로 이용되고 있다.
특히, 퓨즈는 전자 기기에 심각한 손실을 야기하는 잘못된 전류로부터 시스템을 보호하기 위한 안전보호소자로서, 정격전류 이상의 과전류가 흐를 경우 전류에 의해 발생하는 열로 인해 퓨즈 가용체(Element)가 녹아 전류를 흐르지 못하게 하여 화재를 미연에 방지하기 위한 소자이다.
최근에는 모바일 기기나 충전기의 사용이 증가함에 따라 높은 서지(High-Surge)에 안정적인 SMD(surface mount device)형 마이크로 퓨즈가 지속적으로 개발 및 사용되고 있다.
마이크로 퓨즈의 기능도 과전류에 의한 단순한 속단형(Fast Type) 퓨즈에서 In-rush 전류에 대한 내성이나 높은 서지 전압에 대한 내성이 있는 시간 지연(Time Delay) 특성을 갖춘 퓨즈가 설계되고 있다.
시간 지연특성을 갖는 마이크로 퓨즈는 퓨즈선(가용체)의 길이를 늘여 설계하는 방식으로 구현되기도 하였다.
본 출원인이 한국 특허청에 등록한 등록번호 10-1058946호(다층 구조의 몰딩층이 형성된 시간 지연 마이크로퓨즈 및 그 제조방법)에는 퓨즈 기판, 퓨즈 기판의 각 단자들에 연결된 가용체, 내부에 상기의 가용체를 수용하도록 퓨즈 기판의 전면에 몰딩층이 형성된 구조의 마이크로 퓨즈가 제시되었다.
그러나, 최근에는 태블릿 이동 통신기기 등 스마트 휴대 전자기기의 발달과 더불어 고용량의 전기 에너지 저장 장치를 필요로 하고 있으며, Li-ion 또는 Li-polymer와 같은 대용량 2차 전지가 개발되고 있는 추세로서, 이에 따라 정격 이상의 과도 전류에 대한 퓨즈 기능 이외에 고온에서 충/방전하는 경우에 발생하는 화재나 폭발의 위험성 때문에 안정적으로 저항을 조절하거나 적절한 온도 분포를 제어하도록 한 퓨즈의 개발이 시급한 설정이다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 기판 상에 다수의 패턴 전극을 배치하고 각각의 저항비를 조절하여 온도 분포를 적절하게 제어하도록 한 과전류 보호용 마이크로 퓨즈 및 그 제조방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 과전류 보호용 마이크로 퓨즈는, 4면에 각각 제1 내지 제4 포트 전극이 형성된 기판; 상기 제1 내지 제4 포트 전극중 마주보는 2개의 포트 전극으로부터 길이방향으로 각각 연장 형성되되, 서로 접촉하지 않고 일정 간격으로 교번 배치되는 다수의 패턴 전극; 상기 다수의 패턴 전극 상부를 덮는 히터층; 상기 패턴 전극이 형성된 2개의 포트 전극의 상부와, 상기 히터층 상부에 형성되는 각각의 컨택층 및 접착층; 및 상기 각각의 접착층의 상부에 형성되는 가용체를 포함한다.
상기 다수의 패턴 전극은, 상기 마주보는 2개의 포트 전극중 어느 하나의 포트 전극으로부터 연장 형성된 4개의 제1 패턴 전극; 상기 마주보는 2개의 포트 전극중 다른 하나의 포트 전극으로부터 연장되고 상기 4개의 제1 패턴 전극과 접촉하지 않고 각각의 사이에 형성된 3개의 제2 패턴 전극을 포함할 수 있다.
상기 기판의 중앙으로부터 서로 인접한 상기 제1 패턴 전극과 상기 제2 패턴 전극 사이의 거리를 각각 R1, R2, R3라 하고, 상기 R1, R2, R3의 길이비가 1 : : 1 인 것이 바람직하다.
상기 히터층은 전도성 실리콘 수지화합물로 이루어지고, 상기 히터층은 Si, C 또는 SiC를 포함할 수 있다.
상기 접착층은 전도성 실버 에폭시로 이루어질 수 있다.
상기 가용체는 pb 및 Sn 합금으로 이루어지되, 상기 pb : Sn 혼합 비율이 9 : 1 로 혼합되는 합금인 것이 바람직하다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 과전류 보호용 마이크로 퓨즈의 제조 방법은, a)기판의 4면에 각각 제1 내지 제4 포트 전극을 형성하는 단계; b)상기 제1 내지 제4 포트 전극중 마주보는 2개의 포트 전극으로부터 길이방향으로 각각 연장 형성되되, 서로 접촉하지 않고 일정 간격으로 교번 배치되는 다수의 패턴 전극을 형성하는 단계; c)상기 다수의 패턴 전극 상부를 덮는 히터층을 형성하는 단계; d)상기 패턴 전극이 형성된 2개의 포트 전극의 상부와, 상기 히터층 상부에 형성되는 각각의 컨택층 및 접착층을 형성하는 단계; 및 e)상기 각각의 접착층의 상부에 가용체를 형성하는 단계를 포함한다.
상기 다수의 패턴 전극을 형성하는 단계(b)는, 상기 마주보는 2개의 포트 전극중 어느 하나의 포트 전극으로부터 연장 형성된 4개의 제1 패턴 전극; 상기 마주보는 2개의 포트 전극중 다른 하나의 포트 전극으로부터 연장되고 상기 4개의 제1 패턴 전극과 접촉하지 않고 각각의 사이에 형성된 3개의 제2 패턴 전극을 형성할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 과전류 보호용 마이크로 퓨즈 및 그 제조방법에 의하면, 기판 상에 다수의 패턴 전극을 배치하고 각각의 저항비를 조절하여 온도 분포를 적절하게 제어할 수 있는 효과가 있다.
또한, 마이크로 퓨즈의 제조 공정수가 줄어들어 작업이 간단하고 제조 단가를 절감할 수 있는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 과전류 보호용 마이크로 퓨즈를 나타낸 단면도.
도 2는 도 1의 A-A선을 나타낸 평면도.
도 3a 내지 3d는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 과전류 보호용 마이크로 퓨즈의 패턴 전극 사이의 거리 변화에 따른 최적의 저항비를 나타낸 온도 분포도.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 과전류 보호용 마이크로 퓨즈의 제조 방법을 순서대로 나타낸 단면도이다.
본 발명은 다양한 변형 및 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 과전류 보호용 마이크로 퓨즈를 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A선을 나타낸 평면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 과전류 보호용 마이크로 퓨즈는, 기판(10), 제1 내지 제4 포트 전극(11, 12, 13, 14), 다수의 패턴 전극(21, 22), 히터층(30), 컨택층(40), 접착층(50) 및 가용체(60)를 포함한다.
기판(10)의 4면에는 각각 제1 내지 제4 포트 전극(11,12,13,14)이 형성된다.
여기서, 기판(10)에는 다수의 마이크로 퓨즈들이 가로 및 세로 방향으로 일정간격으로 배열 형성되어, 하나의 기판(10)을 통하여 다수개의 SMD 마이크로 퓨즈를 형성할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 기판(10)은 FR-4 PCB 기판을 사용하였다.
다수의 패턴 전극(21,22)은 상기 제1 내지 제4 포트 전극(11,12,13,14)중 마주보는 2개의 포트 전극(11,13)으로부터 길이방향으로 각각 연장 형성되되, 서로 접촉하지 않고 일정 간격으로 교번 배치된다.
더욱 구체적으로, 상기 다수의 패턴 전극(21,22)은 상기 마주보는 2개의 포트 전극(11,13)중 어느 하나의 포트 전극(11)으로부터 연장 형성된 4개의 제1 패턴 전극(21); 상기 마주보는 2개의 포트 전극(11,13)중 다른 하나의 포트 전극(13)으로부터 연장되고 상기 4개의 제1 패턴 전극(21)과 접촉하지 않고 각각의 사이에 형성된 3개의 제2 패턴 전극(22)을 포함한다.
상기 다수의 패턴 전극(21,22)은 히팅 전극으로 작용될 수 있는데, 이때 상기 다수의 패턴 전극(21,22)은 서로 비접촉 상태로 교번 배치되도록 패터닝되어 구성된다.
이와 같은 상기 제1 내지 제4 포트 전극(11,12,13,14) 및 패턴 전극(21, 31)은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag) 또는 금(Au) 등으로 패터닝 공정에 의해 형성되거나, 구리(Cu)와 알루미늄(Al) 등의 합금으로 패터닝 공정에 의해 형성될 수 있다.
히터층(30)은 상기 다수의 패턴 전극(21,22) 상부를 덮는다.
이때, 상기 히터층(30)은 상기 제1 및 제3 포트 전극(11,13)으로부터 연장된 상기 다수의 패턴 전극(21,22) 상에 코팅되는데, 바람직하기로는 상기 제2 및 제4 포트 전극(12,14)을 모두 함께 덮도록 형성된다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에서는 DFR 공정을 이용하여 다수의 패턴 전극(21,22)에 미세 전극 패턴을 형성하고, 그 위에 퓨즈의 특성을 좋게 하게 위한 전도성 실리콘을 코팅하여 상기 히터층(30)를 형성하였다.
상기 히터층(30)은 전도성 실리콘 수지화합물로 이루어지는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 상기 히터층(30)은 Si, C 또는 SiC를 포함할 수 있다.
각각의 컨택층(40) 및 접착층(50)은 상기 패턴 전극(21,22)이 형성된 2개의 포트 전극(11,13)의 상부와, 상기 히터층(30) 상부에 형성된다. 상기 접착층(50)은 전도성 실버 에폭시로 이루어질 수 있다.
가용체(60)는 상기 각각의 접착층(50)의 상부에 형성된다.
상기 가용체(60)는 pb 및 Sn 합금으로 이루어지되, 상기 pb : Sn 혼합 비율이 9 : 1 로 혼합되는 합금인 것이 바람직하다.
상기 가용체(60)는 금속 산화물을 소결하여 만들며 온도에 따라 저항치가 변하는 특성을 이용한 것으로, 망간, 니켈, 코발트, 철, 동 등의 천이금속 산화물을 2원계 또는 3원계로 소요의 특성에 따라 서로 다른 산화계를 이용한 원료 분말을 혼합시켜 형성할 수도 있다. 특히, 은, 구리, 금, 알루미늄 또는 그들의 합금, 또는 그들 중 어느 하나로 도금된 금속 중 어느 하나를 포함하여 구성할 수도 있다. 이러한 가용체(60)는 비정상적인 전류가 인입되었을 경우 회로를 안전하게 보호할 수 있는 가용체(퓨즈)의 역할을 하도록 구성된다.
상기 본 발명의 마이크로 퓨즈는 SMD(Surface Mount Device) 타입에 적용될 수 있다.
도 3a 내지 3d는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 과전류 보호용 마이크로 퓨즈의 패턴 전극 사이의 거리 변화에 따른 최적의 저항비를 나타낸 온도 분포도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 과전류 보호용 마이크로 퓨즈는, 인접한 상기 제1 패턴 전극(21)과 상기 제2 패턴 전극(22) 사이의 거리를 기판(10)의 중앙으로부터 R1, R2, R3라 하고, 상기 R1, R2, R3의 길이비를 적절하게 조절할 수 있다.
도 3a는 상기 R1, R2, R3의 길이비가 1 : 1 : 1 인 경우의 온도 분포를, 도 3b는 상기 R1, R2, R3의 길이비가 1 : 2 : 3 인 경우의 온도 분포를, 도 3c는 상기 R1, R2, R3의 길이비가 1 : 1.4 : 1 인 경우의 온도 분포를, 도 3d는 상기 R1, R2, R3의 길이비가 1 : ∞ : ∞ 인 경우의 온도 분포를 각각 나타내었다.
이 실험에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 인접한 상기 제1 패턴 전극(21)과 상기 제2 패턴 전극(22) 사이의 거리 상기 R1, R2, R3의 길이비가 1 : : 1 일 때 최적의 온도 분포 결과를 얻을 수 있었다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 과전류 보호용 마이크로 퓨즈의 제조 방법을 순서대로 나타낸 단면도이다.
먼저, 제1 내지 제4 포트 전극을 형성하는 단계(a)에서 준비된 기판(10)의 4면에 각각 제1 내지 제4 포트 전극(11,12,13,14)을 형성한다.
여기서, 기판(10)에는 다수의 마이크로 퓨즈들이 가로 및 세로 방향으로 일정간격으로 배열 형성되어, 하나의 기판(10)을 통하여 다수개의 SMD 마이크로 퓨즈를 형성할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 기판(10)은 FR-4 PCB 기판을 사용하였다.
이후, 다수의 패턴 전극을 형성하는 단계(b)에서 상기 제1 내지 제4 포트 전극(11,12,13,14)중 마주보는 2개의 포트 전극(11,13)으로부터 길이방향으로 각각 연장 형성되되, 서로 접촉하지 않고 일정 간격으로 교번 배치되는 다수의 패턴 전극(21,22)을 형성한다.
이때, 상기 다수의 패턴 전극(21,22)을 형성하는 단계(b)에서는, 상기 마주보는 2개의 포트 전극(11,13)중 어느 하나의 포트 전극(11)으로부터 4개의 제1 패턴 전극(21)을 연장 형성하고; 상기 마주보는 2개의 포트 전극(11,13)중 다른 하나의 포트 전극으로부터 상기 4개의 제1 패턴 전극(21)과 접촉하지 않고 각각의 사이에 형성된 3개의 제2 패턴 전극(22)을 연장 형성한다.
즉, 상기 다수의 패턴 전극(21,22)은 히팅 전극으로 작용될 수 있는데, 이때 상기 다수의 패턴 전극(21,22)은 서로 비접촉 상태로 교번 배치되도록 패터닝되어 구성된다.
이와 같은 상기 제1 내지 제4 포트 전극(11,12,13,14) 및 패턴 전극(21, 31)은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag) 또는 금(Au) 등으로 패터닝 공정에 의해 형성되거나, 구리(Cu)와 알루미늄(Al) 등의 합금으로 패터닝 공정에 의해 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예로서, 인접한 상기 제1 패턴 전극(21)과 상기 제2 패턴 전극(22) 사이의 거리를 기판(10)의 중앙으로부터 R1, R2, R3라 할 때, 상기 R1, R2, R3의 길이비가 1 : : 1 인 것이 바람직하다.
이후, 히터층을 형성하는 단계(c)에서 상기 다수의 패턴 전극(21,22) 상부를 덮는 히터층(30)을 형성한다.
이때, 상기 히터층(30)은 상기 제1 및 제3 포트 전극(11,13)으로부터 연장된 상기 다수의 패턴 전극(21,22) 상에 코팅되는데, 바람직하기로는 상기 제2 및 제4 포트 전극(12,14)을 모두 함께 덮도록 형성된다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에서는 DFR 공정을 이용하여 다수의 패턴 전극(21,22)에 미세 전극 패턴을 형성하고, 그 위에 퓨즈의 특성을 좋게 하게 위한 전도성 실리콘을 코팅하여 상기 히터층(30)를 형성하였다.
상기 히터층(30)은 전도성 실리콘 수지화합물로 이루어질 수 있으며, 더욱 구체적으로는 상기 히터층(30)은 Si, C 또는 SiC를 포함할 수 있다.
상기 히터층(30)은 스크린프린팅 방식으로 형성되는 것이 바람직하다.
이후, 컨택층 및 접착층을 형성하는 단계(d)에서 상기 패턴 전극(21,22)이 형성된 2개의 포트 전극(11,13)의 상부와, 상기 히터층(30) 상부에 형성되는 각각의 컨택층(40) 및 접착층(50)을 형성한다.
상기 접착층(50)은 전도성 실버 에폭시로 이루어진다.
이후, 가용체를 형성하는 단계(e)에서, 상기 각각의 접착층(50)의 상부에 가용체(60)을 형성한다.
상기 가용체(60)는 pb 및 Sn 합금으로 이루어지되, 상기 pb : Sn 혼합 비율이 9 : 1 로 혼합되는 합금인 것이 바람직하다.
상기 가용체(60)는 금속 산화물을 소결하여 만들며 온도에 따라 저항치가 변하는 특성을 이용한 것으로, 망간, 니켈, 코발트, 철, 동 등의 천이금속 산화물을 2원계 또는 3원계로 소요의 특성에 따라 서로 다른 산화계를 이용한 원료 분말을 혼합시켜 형성할 수도 있다. 특히, 은, 구리, 금, 알루미늄 또는 그들의 합금, 또는 그들 중 어느 하나로 도금된 금속 중 어느 하나를 포함하여 구성할 수도 있다. 이러한 가용체(60)는 비정상적인 전류가 인입되었을 경우 회로를 안전하게 보호할 수 있는 가용체(퓨즈)의 역할을 하도록 구성된다.
상기 본 발명의 마이크로 퓨즈는 SMD(Surface Mount Device) 타입에 적용될 수 있다.
본 명세서에 기재된 본 발명의 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 관한 것이고, 발명의 기술적 사상을 모두 포괄하는 것은 아니므로, 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 권리범위 내에 있게 된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 과전류 보호용 마이크로 퓨즈 및 그 제조방법에 의하면, 기판 상에 다수의 패턴 전극을 배치하고 각각의 저항비를 조절하여 온도 분포를 적절하게 제어할 수 있고, 마이크로 퓨즈의 제조 공정수가 줄어들어 작업이 간단하고 제조 단가를 절감할 수 있다.

Claims (14)

  1. 4면에 각각 제1 내지 제4 포트 전극이 형성된 기판;
    상기 제1 내지 제4 포트 전극중 마주보는 2개의 포트 전극으로부터 길이방향으로 각각 연장 형성되되, 서로 접촉하지 않고 일정 간격으로 교번 배치되는 다수의 패턴 전극;
    상기 다수의 패턴 전극 상부를 덮는 히터층;
    상기 패턴 전극이 형성된 2개의 포트 전극의 상부와, 상기 히터층 상부에 형성되는 각각의 컨택층 및 접착층; 및
    상기 각각의 접착층의 상부에 형성되는 가용체를 포함하는 과전류 보호용 마이크로 퓨즈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 다수의 패턴 전극은
    상기 마주보는 2개의 포트 전극중 어느 하나의 포트 전극으로부터 연장 형성된 4개의 제1 패턴 전극;
    상기 마주보는 2개의 포트 전극중 다른 하나의 포트 전극으로부터 연장되고 상기 4개의 제1 패턴 전극과 접촉하지 않고 각각의 사이에 형성된 3개의 제2 패턴 전극;을 포함하는 과전류 보호용 마이크로 퓨즈.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 기판의 중앙으로부터 서로 인접한 상기 제1 패턴 전극과 상기 제2 패턴 전극 사이의 거리를 각각 R1, R2, R3라 하고, 상기 R1, R2, R3의 길이비가 1 : : 1 인 것을 특징으로 하는 과전류 보호용 마이크로 퓨즈.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 히터층은 전도성 실리콘 수지화합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 과전류 보호용 마이크로 퓨즈.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 히터층은 Si, C 또는 SiC를 포함하는 것을 특징으로 하는 과전류 보호용 마이크로 퓨즈.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 접착층은 전도성 실버 에폭시로 이루어지는 것을 특징으로 하는 과전류 보호용 마이크로 퓨즈.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 가용체는 pb 및 Sn 합금으로 이루어지되, 상기 pb : Sn 혼합 비율이 9 : 1 로 혼합되는 합금인 것을 특징으로 하는 과전류 보호용 마이크로 퓨즈.
  8. a)기판의 4면에 각각 제1 내지 제4 포트 전극을 형성하는 단계;
    b)상기 제1 내지 제4 포트 전극중 마주보는 2개의 포트 전극으로부터 길이방향으로 각각 연장 형성되되, 서로 접촉하지 않고 일정 간격으로 교번 배치되는 다수의 패턴 전극을 형성하는 단계;
    c)상기 다수의 패턴 전극 상부를 덮는 히터층을 형성하는 단계;
    d)상기 패턴 전극이 형성된 2개의 포트 전극의 상부와, 상기 히터층 상부에 형성되는 각각의 컨택층 및 접착층을 형성하는 단계; 및
    e)상기 각각의 접착층의 상부에 가용체를 형성하는 단계를 포함하는 과전류 보호용 마이크로 퓨즈의 제조 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 다수의 패턴 전극을 형성하는 단계(b)는
    상기 마주보는 2개의 포트 전극중 어느 하나의 포트 전극으로부터 연장 형성된 4개의 제1 패턴 전극;
    상기 마주보는 2개의 포트 전극중 다른 하나의 포트 전극으로부터 연장되고 상기 4개의 제1 패턴 전극과 접촉하지 않고 각각의 사이에 형성된 3개의 제2 패턴 전극;을 형성하는 것을 특징으로 하는 과전류 보호용 마이크로 퓨즈의 제조 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 기판의 중앙으로부터 서로 인접한 상기 제1 패턴 전극과 상기 제2 패턴 전극 사이의 거리를 각각 R1, R2, R3라 하고, 상기 R1, R2, R3의 길이비가 1 : : 1 인 것을 특징으로 하는 과전류 보호용 마이크로 퓨즈의 제조 방법.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 히터층은 전도성 실리콘 수지화합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 과전류 보호용 마이크로 퓨즈의 제조 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 히터층은 Si, C 또는 SiC를 포함하는 것을 특징으로 하는 과전류 보호용 마이크로 퓨즈의 제조 방법.
  13. 제 8항에 있어서,
    상기 접착층은 전도성 실버 에폭시로 이루어지는 것을 특징으로 하는 과전류 보호용 마이크로 퓨즈의 제조 방법.
  14. 제 8항에 있어서,
    상기 가용체는 pb 및 Sn 합금으로 이루어지되, 상기 pb : Sn 혼합 비율이 9 : 1 로 혼합되는 합금인 것을 특징으로 하는 과전류 보호용 마이크로 퓨즈의 제조 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN119584423A (zh) * 2024-09-05 2025-03-07 东莞市恒闪科技有限公司 一种基于电路板结构的三端保险结构及其制造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001035331A (ja) * 1999-07-19 2001-02-09 Sony Corp スイッチング素子
KR20080054791A (ko) * 2006-12-13 2008-06-19 삼성전자주식회사 반도체 장치의 퓨즈 구조물
JP2010170803A (ja) * 2009-01-21 2010-08-05 Sony Chemical & Information Device Corp 保護素子
KR20120068263A (ko) * 2010-12-17 2012-06-27 현대중공업 주식회사 후면전극형 태양전지 및 그 제조방법
JP2014091162A (ja) * 2012-11-07 2014-05-19 Nec Schott Components Corp 保護素子用フラックス組成物およびそれを利用した回路保護素子

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3067011B2 (ja) * 1994-11-30 2000-07-17 ソニーケミカル株式会社 保護素子及びその製造方法
JP5351860B2 (ja) * 2009-09-04 2013-11-27 乾坤科技股▲ふん▼有限公司 保護装置
KR101058946B1 (ko) 2010-09-07 2011-08-26 에스씨테크닉스 주식회사 다층 구조의 몰딩층이 형성된 시간지연 마이크로 퓨즈 및 그 제조방법
JP6249600B2 (ja) * 2012-03-29 2017-12-20 デクセリアルズ株式会社 保護素子

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001035331A (ja) * 1999-07-19 2001-02-09 Sony Corp スイッチング素子
KR20080054791A (ko) * 2006-12-13 2008-06-19 삼성전자주식회사 반도체 장치의 퓨즈 구조물
JP2010170803A (ja) * 2009-01-21 2010-08-05 Sony Chemical & Information Device Corp 保護素子
KR20120068263A (ko) * 2010-12-17 2012-06-27 현대중공업 주식회사 후면전극형 태양전지 및 그 제조방법
JP2014091162A (ja) * 2012-11-07 2014-05-19 Nec Schott Components Corp 保護素子用フラックス組成物およびそれを利用した回路保護素子

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN119584423A (zh) * 2024-09-05 2025-03-07 东莞市恒闪科技有限公司 一种基于电路板结构的三端保险结构及其制造方法

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