KR200167234Y1 - 적층형칩을내장한엑씨얼타입엔티시써미스타 - Google Patents

Abstract

본 고안은 적층형 칩을 내장한 엑씨얼 타입 엔티시 써미스타에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 써미스타에 사용되는 칩 세라믹 소체로 적층형 칩을 사용함으로써, 전기적 특성과 열응답성을 향상시킬 수 있도록 하는 적층형 칩을 내장한 엑씨얼 타입 NTC 써미스타에 관한 것이다.

본 고안의 특징은, 써미스타에 사용되는 칩 세라믹 소체로 적층형 칩을 사용하고, 신뢰성 향상을 위하여는 에폭시 또는 실리콘 도료를 사용하거나, 에폭시 및 실리콘 도료에 유리질이 30% ~ 70% 함유된 도료를 코팅 일정온도 와 일정시간 경화하는 공정을 거쳐 제조함에 있다.

따라서, 본 고안에 의하면, 고저항 이면서도 높은 B 정수를 또는 저저항 이면서도 높은 B 정수를 임의로 설정 할 수 있는 우수한 전기적 특성 과 열응답성이 향상되는 이점이 있으며, 고신뢰성의 NTC 써미스타로 화재감지기, 가전기기, 산업용기기, 항공기기, OA기기, 의료기기, 주방용기기, 자동차 등 광범위하게 이용할 수 있는 효과가 있다.

Description

적층형 칩을 내장한 엑씨얼 타입 엔티시 써미스타 { An axial type NTC thermistor with in the layer-built chip }

본 고안은 적층형 칩을 내장한 엑씨얼 타입 엔티시 써미스타에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 써미스타에 사용되는 칩 세라믹 소체로 적층형 칩을 사용함으로써, 전기적 특성과 열응답성을 향상시킬 수 있도록 하는 적층형 칩을 내장한 엑씨얼 타입 NTC 써미스타에 관한 것이다.

일반적으로, 엔티시( Negative Temperature Coeffcient 이하 NTC 라 칭함) 써미스타는 저항 온도 특성을 이용한 화재감지기 가전 기기, 산업용 기기, 항공 기기, OA 기기, 의료 기기, 주방 기기 등의 온도검출용 센서 및 각종 전자기기 전자회로의 온도보상용에 광범위하게 이용된다.

또한 전류, 전압특성을 이용한 자동차용 액위센서, 습도 및 풍속계 센서와 전류, 시간특성을 이용한 전자회로 기기의 돌입전류 제한 등 응용분야도 광범위하다.

상기와 같이 이용되는 NTC 써미스타의 구조는, 동작부분을 구성하는 소체, 동작부분을 지지하는 기체, 전극 및 리드선, 패키지 등으로 이루어진다.

종래의 엑씨얼(Axial) 타입 NTC 써미스타는 도 1 에 도시된 바와 같이, 전극(1) 및 리드선(3)의 경우 단자 전극(1)은 은(Ag)또는 은-파라디움(Ag-Pd)으로 구성되고, 리드선(3)은 듀멧(Dumet)선, 백금(Pt)선, 황동선에 주석-납(Sn_Pb)을 도금한 선등이 사용되며, (4)는 납땜부분이다.

또한, 패키지는 유리튜부 또는 유리코팅(5)을 한 구조로, 고온 고습 조건하에서 소자내부 및 전극(1)의 접속상태가 노화되거나, 천이금속 산화물로 구성된 써미스타 소체(2)의 표면이 강한 촉매작용에 의해 변질되어 전기적 특성이 변화되는 것을 방지하기 위하여 이용된다.

상기 NTC 써미스타의 형상은 도 2a 내지 도 2c 에 도시된 바와 같이, Disk형, 양면 칩형, 단층 평면 실장 다이오드(Surface Mounted Diode 이하 SMD 라 칭함)형 등이 있으며, NTC 써미스타를 구성하는 재료로는 망간(Mn), 니켈(Ni), 코발트(Co), 동(Cu), 철(Fe) 등의 천이금속 산화물을 이용한 세라믹스이다.

이렇게 구성된 종래 기술의 문제점으로는, 써미스타의 형상이 단층형을 근간으로 하므로서 NTC 써미스타의 전기적 특성인 저항 및 B 정수를 재료의 조성물로 조절하므로, 고저항 이면서도 높은 B 정수를 가지고 있어 센서 및 온도 보상용에 사용되는 낮은 저항에서 높은 B 정수의 써미스타의 제조가 어렵고, 써미스타의 전기적 특성에 따라 각각의 다른 조성물질을 개발해 특성에 적합한 재료를 사용하여 써미스타 소자를 제조해야 하는 문제점이 있었다.

또한, 패키지의 경우 저항값 변화에 큰영향을 미치는 전극(1) 부분이 노출되어 있는 형상의 써미스타를 사용하므로서, 신뢰성 향상을 위하여 고온 내습에 우수한 유리튜부나, 유리코팅(5)을 요하므로 제조 원가를 높이게 되는 등의 문제점이 있었다.

본 고안의 목적은, 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 써미스타에 사용되는 칩 세라믹 소체로 적층형 칩을 사용함으로써, 전기적 특성과 열응답성을 향상시킬 수 있도록 하는 적층형 칩을 내장한 엑씨얼 타입 엔티씨 써미스타를 제공함에 있다.

도 1 은 종래의 엑씨얼 타입 NTC 써미스타 구성도,

도 2 는 종래의 엑씨얼타입에 이용된 NTC 써미스타 구조도,

도 3 은 본고안의 엑씨얼 타입 NTC 써미스타 구성도,

도 4 는 본고안에 이용된 적층형 칩 NTC 써미스타 내부구조도,

도 5 는 본고안의 일실시 예시도,

도 6 은 본고안의 또다른 실시 예시도이다.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 전극 2 : 써미스타 소체

3 : 리드선 4 : 솔더부분

5 : 유리튜브 & 코팅부

6 : 에폭시 또는 실리콘 코팅부 7 : 내부전극

8 : 외부전극

9 : 칩 세라믹 소체(적층형 칩)

10 : 유리튜브 & 코팅부

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징은, 써미스타에 사용되는 칩 세라믹 소체(9)로 적층형 칩을 사용하고 신뢰성 향상을 위하여는 에폭시 또는 실리콘 도료(6)를 사용하거나, 에폭시 및 실리콘 도료에 유리질이 30% ~ 70% 함유된 도료(6)를 코팅 일정온도 와 일정시간 경화하는 공정을 거쳐 제조한 구성으로 이루어진다.

이하, 상기 구성에 따른 본 고안의 적층형 칩을 내장한 엑씨얼 타입 NTC 써미스타에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 3 은 본 고안의 일 실시예에 따른 적층형 칩을 내장한 엑씨얼 타입 NTC 써미스타를 나타낸 구성도로서, 종래와 동일한 부분에 대하여 동일한 부호를 부여하고, 그에 따른 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 고안에 따른 적층형 칩을 내장한 엑씨얼 타입 NTC 써미스타는 도 3 에 도시한 바와 같이, 써미스타 소체를 구성하는 재료는 기존의 재료인 Mn, Ni, Co를 이용한 세라믹으로 되어 있으며, 써미스타의 구성은 도 4 에 도시한 바와 같이 칩 세라믹 소체를 적층형 칩(9)으로 구성한다.

상기 적층형 칩(9)의 구조는 Mn, Ni, Co 로 구성된 세라믹 재료와 내부전극(7), 외부전극(8)으로 구성되고, 상기 내부전극(7)은 Ag, Ag -Pd, Pd, Pt 등이 사용되며, 단자를 형성하는 상기 외부 전극(8)은 Ag, Ag -Pd 전극을 사용한다.

상기와 같이 적층형 칩(9)을 이용하면, 내부전극(7)이 세라믹 칩 내부에 존재하게 되고 내부전극(7) 부분이 노출되지 아니하므로, 외부 환경에 의한 변화가 적을 뿐만 아니라, 저항값이 안정되어 고 신뢰성을 유지 할 수 있으며, 적층형 칩(9)의 내부전극(7)의 결선에 따라 고저항 이면서 높은 B 정수 값을 또는 저저항이면서 높은 B 정수값의 특성을 얻을 수 있어, 전기적 특성에 따라 각각의 조성물질을 개발하여 제조 사용해야 하는 개발 및 제조공정과 그에 따른 비용 과 시간 및 노력이 절감되는 매우 유용한 고안이다.

또한, 패키지의 경우 적층형 SMD 형 NTC 써미스타의 특징인 내부전극(7)이 세라믹 내부에 존재하므로 고가의 유리튜브나, 유리코팅(6)을 저가 이면서도 제조 설비비가 적게드는 에폭시 또는 실리콘 도료(6)를 이용하도록 한 것과, 빠른 응답성이 요구되는 적층 칩(9)을 내장한 써미스타의 응답성 향상을 위하여 기존 에폭시 또는 실리콘 도료(6)에 유리질이 30% ~ 70% 함유된 것을 이용한다.

도 5 는 적층형 칩 써미스타와 리드선(3)을 접속공정(4)과 유리 코팅공정(10)과 에폭시 또는 실리콘(6)을 코팅하는 공정으로 제조하므로, 양측 외부단자(8)와 리드선(3) 접속부분의 부식에 따른 단선 사고를 방지하고 고신뢰성이 유지되는 일 실시 예의 제품이다.

도 6 은 적층형 칩 써미스타와 리드선(3)을 접속공정(4)과 유리 코팅(10)공정을 거처 제조된 적층형 칩 써미스타로 전기적 특성과 열 응답성을 향상시킨 일 실시 예의 제품이다.

이러한 구성에 의하면, 적층형 칩을 내장한 엑씨얼 타입 NTC 써미스타는 도 3 에 도시한 바와 같이, 적층형 칩(9)의 양측 외부단자(8)에 솔더 또는 전기용접(4)으로 리드선(3)을 융착한 다음, 용도에 따라 에폭시 또는 실리콘(6) 도료를 코팅하여 100 ~ 150℃에서 10 ~ 60분간 경화하여 생산한다.

특별히 빠른 열 응답성을 요구하는 제품의 경우, 기존의 에폭시 및 실리콘(6) 도료에 유리질이 30% ~ 70% 함유시킨 제품으로 코팅하고, 경화 조건은 상기와 동일하게 생산한다.

도 5 는 적층형 칩(9)과 리드선(3)의 일부분을 유리 코팅(10)한 다음 에폭시 및 실리콘(6) 도료를 코팅한 엑씨얼 NTC 써미스타로서, 적층형 칩 양측 외부단자(8)에 솔더 또는 전기용접(4)으로 리드선(3)을 융착한 다음, 적층형 칩(9)과 리드선(3)의 일부을 저융점을 가지는 유리(10)를 이용 코팅하고 150 ~ 600℃에서 열처리한 다음, 용도에 따라 에폭시 또는 실리콘(6) 도료를 코팅하여 100 ~ 150℃에서 10 ~ 60분간 경화하여 생산한다.

이 경우 리드선(3)의 종류에 따라 유리 코팅부(10)의 코팅용 재질이 선정되며, 300℃ 이상에서는 듀멧선 또는 Pt 선이 사용되고, 그 이하의 온도에서는 황동 또는 철에 주석-납(Sn - Pb)을 도금한 선을 사용한다.

도 6 은 적층형 칩(9)과 리드선(3)의 일부를 유리 코팅한 엑씨얼 NTC 써미스타로서, 적층형 칩 써미스타의 양측 외부단자(8)에 솔더 또는 전기용접(4)으로 리드선(3)을 융착한 다음, 적층형 칩(9)과 리드선(3)의 일부를 저융점을 가지는 유리(10)를 이용하여 코팅한 다음 150 ~ 600℃에서 열 처리 생산한다.

이 경우에도 리드선의 종류에 따라 도 5 에서와 같은 재질이 이용 된다.

따라서, 본 고안에 의하면, 고저항 이면서도 높은 B 정수를 또는 저저항 이면서도 높은 B 정수를 임의로 설정 할 수 있는 우수한 전기적 특성 과 열응답성이 향상되는 이점이 있다.

또한, 상술한 바와 같이, 고신뢰성의 NTC 써미스타로 화재감지기, 가전기기, 산업용기기, 항공기기, OA기기, 의료기기, 주방용기기, 자동차 등 광범위하게 이용되는 매우 용이한 효과가 있다.

이상에서 본 고안은 기재된 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 고안의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 실용신안등록청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (5)

1. 동작부분을 구성하는 소체, 동작부분을 지지하는 기체, 전극 및 리드선, 패키지 등으로 이루어진 NTC 써미스타에 있어서,

   상기 써미스타에 사용되는 칩 세라믹 소체로 적층형 칩을 사용하는 것을 특징으로 하는 적층형 칩을 내장한 엑씨얼 타입 엔티시 써미스타.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 적층형 칩의 구조는 망간(Mn), 니켈(Ni), 코발트(Co)로 구성된 세라믹 재료와,

   세라믹 내부에 존재하는 내부전극 및,

   단자를 형성하는 외부전극으로 구성된 것을 특징으로 하는 적층형 칩을 내장한 엑씨얼 타입 엔티시 써미스타.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 내부전극은 은(Ag), 은-파라디움(Ag-Pd), 파라디움(Pd), 백금(Pt) 등이 사용되며,

   상기 외부 전극은 은(Ag), 은-파라디움(Ag-Pd) 전극을 사용하는 것을 특징으로 하는 적층형 칩을 내장한 엑씨얼 타입 엔티시 써미스타.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 적층형 칩을 내장한 써미스타의 패키지 재료로 에폭시 또는 실리콘 도료를 이용한 것을 특징으로 하는 적층형 칩을 내장한 엑씨얼 타입 엔티시 써미스타.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 패키지 재료로 에폭시 또는 실리콘 도료에 유리질이 30% ~ 70% 함유된 것을 특징으로 하는 적층형 칩을 내장한 엑씨얼 타입 엔티시 써미스타.