特表 2024-533688 ヒューズおよびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-09-12

(54)【発明の名称】ヒューズおよびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01H 37/76 20060101AFI20240905BHJP

   H01H 85/08 20060101ALI20240905BHJP

【ＦＩ】

H01H37/76 P

H01H37/76 L

H01H85/08

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024518529

(86)(22)【出願日】2022-10-11

(85)【翻訳文提出日】2024-03-25

(86)【国際出願番号】 KR2022015309

(87)【国際公開番号】W WO2023075210

(87)【国際公開日】2023-05-04

(31)【優先権主張番号】10-2021-0147220

(32)【優先日】2021-10-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521065355

【氏名又は名称】エルジー エナジー ソリューション リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】リー、チャン ボグ

(72)【発明者】

【氏名】ジュン、サン エウン

(72)【発明者】

【氏名】キム、スン ギュ

【テーマコード（参考）】

5G502

【Ｆターム（参考）】

5G502AA02

5G502BA08

5G502BB13

5G502BB14

5G502JJ01

(57)【要約】

本文書に開示された一実施形態に係るヒューズは、印刷回路基板と、前記印刷回路基板上に配置される導電性パターンと、前記導電性パターンの上部の少なくとも一部の領域が開放されるように、前記導電性パターンの両側面または前記導電性パターンの上部に配置されるフィルムと、前記導電性パターンおよび前記フィルムの上部に配置されるコーティング剤と、を含むことができる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

印刷回路基板と、
前記印刷回路基板上に配置される導電性パターンと、
前記導電性パターンの上部の少なくとも一部の領域が開放されるように、前記導電性パターンの両側面または前記導電性パターンの上部に配置されるフィルムと、
前記導電性パターンおよび前記フィルムの上部に配置されるコーティング剤と、
を含む、ヒューズ。

【請求項2】

前記コーティング剤は、難燃素材を含む、請求項１に記載のヒューズ。

【請求項3】

前記難燃素材は、
Ｖ０等級の難燃物質を含む、請求項２に記載のヒューズ。

【請求項4】

前記開放された少なくとも一部の領域の形状は、四角形または円形である、請求項１から３のいずれか一項に記載のヒューズ。

【請求項5】

前記導電性パターンは、熱が蓄積できるように、前記印刷回路基板上に蛇行形状を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載のヒューズ。

【請求項6】

前記フィルムは、
前記導電性パターンの両側面において前記導電性パターンから離隔した距離に配置される、請求項１から３のいずれか一項に記載のヒューズ。

【請求項7】

前記フィルムは、
前記導電性パターンの上部の両側を少なくとも一部分を覆うように配置される、請求項１から３のいずれか一項に記載のヒューズ。

【請求項8】

前記コーティング剤は、
前記導電性パターンと前記コーティング剤との間にガスが満たされる場合に物理的に離隔できるように接合力が設定される、請求項１から３のいずれか一項に記載のヒューズ。

【請求項9】

前記フィルムの上部に配置され、熱放出を制限するダミー領域をさらに含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のヒューズ。

【請求項10】

前記ダミー領域は、銅を含む、請求項９に記載のヒューズ。

【請求項11】

前記ダミー領域は、
前記導電性パターンの溶断部の上部を除いて配置される、請求項９に記載のヒューズ。

【請求項12】

前記印刷回路基板は、
ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）またはＦＰＣＢ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のヒューズ。

【請求項13】

印刷回路基板上に配置される導電性パターンを形成するステップと、
前記導電性パターンの上部の少なくとも一部の領域が開放されるように、前記導電性パターンの両側面または前記導電性パターンの上部に配置されるフィルムを形成するステップと、
前記導電性パターンおよび前記フィルムの上部に配置されるコーティング剤を形成するステップと、
を含む、ヒューズの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、２０２１年１０月２９日付けの韓国特許出願第１０－２０２１－０１４７２２０号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は、本明細書の一部として組み込まれる。
本文書に開示された実施形態は、ヒューズおよびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、二次電池に対する研究開発が活発に行われている。ここで、二次電池は、充放電が可能な電池であり、従来のＮｉ／Ｃｄ電池、Ｎｉ／ＭＨ電池などと、最近のリチウムイオン電池とをいずれも含む意味である。二次電池の中でも、リチウムイオン電池は、従来のＮｉ／Ｃｄ電池、Ｎｉ／ＭＨ電池などに比べて、エネルギー密度が遥かに高いという長所がある。また、リチウムイオン電池は、小型、軽量に作製することができるため、移動機器の電源として用いられており、近年、電気自動車の電源にまでその使用範囲が拡張され、次世代エネルギー貯蔵媒体として注目を浴びている。

【0003】

電池のセンシングラインの場合、高い電圧により火災などの問題が発生し得るため、ヒューズを用いて火災などの問題を予防しなければならない。ＰＣＢ上のセンシングラインに熱が蓄積できる形態で導電性パターンを用いる場合、導電性パターンが動作する温度になったときに上部フィルムに焼き付きが発生し、導電性パターンが断線した後に十分な絶縁抵抗が確保できないことがある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本文書に開示された実施形態の一目的は、導電性パターンの上部フィルムに焼き付きが少なく発生するヒューズおよびその製造方法を提供することにある。
本文書に開示された実施形態の一目的は、導電性パターンの上部フィルムを開放して絶縁抵抗が低下する現象を防止することができ、導電性パターンの動作時に内部で発生するガスにより上部が膨らむ現象を防止することができるヒューズおよびその製造方法を提供することにある。

【0005】

本文書に開示された実施形態の技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されず、言及していないまた他の技術的課題は、下記の記載から当業者に明らかに理解できるものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本文書に開示された一実施形態に係るヒューズは、印刷回路基板（ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ、ＰＣＢ）と、前記ＰＣＢ上に配置される導電性パターンと、前記導電性パターンの上部の少なくとも一部の領域が開放されるように、前記導電性パターンの両側面または前記導電性パターンの上部に配置されるフィルムと、前記導電性パターンおよび前記フィルムの上部に配置されるコーティング剤と、を含むことができる。

【0007】

一実施形態において、前記コーティング剤は、難燃素材を含むことができる。
一実施形態において、前記難燃素材は、Ｖ０等級の難燃物質を含むことができる。

【0008】

一実施形態において、前記開放された少なくとも一部の領域の形状は、四角形または円形であってもよい。
一実施形態において、前記導電性パターンは、熱が蓄積できるように、前記ＰＣＢ上に蛇行形状で実現されることができる。

【0009】

一実施形態において、前記フィルムは、前記導電性パターンの両側面において前記導電性パターンから離隔した距離に配置されることができる。
一実施形態において、前記フィルムは、前記導電性パターンの上部の両側をカバーするように配置されることができる。

【0010】

一実施形態において、前記コーティング剤は、前記導電性パターンと前記コーティング剤との間にガスが満たされる場合に物理的に離隔できるように接合力が設定されることができる。

【0011】

一実施形態において、前記フィルムの上部に配置され、熱放出を制限するためのダミー領域をさらに含むことができる。
一実施形態において、前記ダミー領域は、銅を含むことができる。
一実施形態において、前記ダミー領域は、前記導電性パターンの溶断部の上部を除いて配置されることができる。

【0012】

本文書に開示された一実施形態に係るヒューズの製造方法は、前記ＰＣＢ上に配置される導電性パターンを形成するステップと、前記導電性パターンの上部の少なくとも一部の領域が開放されるように、前記導電性パターンの両側面または前記導電性パターンの上部に配置されるフィルムを形成するステップと、前記導電性パターンおよび前記フィルムの上部に配置されるコーティング剤を形成するステップと、を含むことができる。

【発明の効果】

【0013】

本文書に開示された一実施形態に係るヒューズおよびその製造方法は、導電性パターンの上部の一部の領域を開放し、フィルムに焼き付きが発生して絶縁抵抗が低下する現象を防止することができる。

【0014】

本文書に開示された一実施形態に係るヒューズおよびその製造方法は、導電性パターンの動作時に内部で発生するガスにより導電性パターンの上部が膨らむ現象を防止することができる。

【0015】

本文書に開示された一実施形態に係るヒューズおよびその製造方法は、導電性パターンの上部の開放された領域を最小化し、導電性パターンの移動を防止する安定した構造を提供することができる。

【0016】

本文書に開示された一実施形態に係るヒューズおよびその製造方法は、難燃等級の高いコーティング剤を用い、導電性パターンの動作時にＰＣＢに火災が発生するのを防止することができる。

【0017】

本文書に開示された一実施形態に係るヒューズおよびその製造方法は、コーティング剤の接合力を設定し、導電性パターンの動作時に導電性パターンとコーティング剤が物理的に離れるようにすることができる。

【0018】

本文書に開示された一実施形態に係るヒューズおよびその製造方法は、フィルム上にダミーを用いて断線させようとする領域の熱放出を最小化することができる。
この他に、本文書により、直接的または間接的に把握される多様な効果が提供可能である。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本文書に開示された一実施形態に係るヒューズを示す図である。

【図2】本文書に開示された一実施形態に係るヒューズの断面を示すブロック図である。

【図3】本文書に開示された一実施形態に係るヒューズの上部が開放された例示を示す図である。

【図4】本文書に開示された一実施形態に係るヒューズの上部が開放された例示を示す図である。

【図5】本文書に開示された一実施形態に係るヒューズの上部が開放された例示を示す図である。

【図6】本文書に開示された一実施形態に係るヒューズのダミー領域を示す図である。

【図7】本文書に開示された他の実施形態に係るヒューズの断面を示す図である。

【図8】本文書に開示された一実施形態に係るヒューズの製造方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本文書に開示された実施形態を例示的な図面により詳細に説明する。各図面の構成要素に参照符号を付するに際し、同一の構成要素に対しては他の図面上に表示される際にも可能な限り同一の符号を付するようにしていることに留意しなければならない。また、本文書に開示された実施形態を説明するに際し、関連した公知の構成または機能に関する具体的な説明が本文書に開示された実施形態に対する理解を妨げると判断される場合には、その詳細な説明は省略する。

【0021】

本文書に開示された実施形態の構成要素を説明するに際し、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語を用いてもよい。このような用語はその構成要素を他の構成要素と区別するためのものにすぎず、その用語により当該構成要素の本質や順番または手順などが限定されることはない。また、他に定義しない限り、技術的または科学的な用語を含めてここで用いられる全ての用語は、本文書に開示された実施形態が属する技術分野における通常の知識を有する者により一般的に理解されるものと同一の意味を有する。一般的に用いられる辞書に定義されているような用語は、関連技術の文脈上の意味と一致する意味を有するものと解釈されなければならず、本出願において明らかに定義しない限り、理想的または過度に形式的な意味に解釈されない。

【0022】

図１は、本文書に開示された一実施形態に係るヒューズを示す図である。
図１を参照すると、本文書に開示された一実施形態に係るヒューズ１００は、印刷回路基板（ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ、ＰＣＢ）１１０、導電性パターン１２０、フィルム１３０、およびコーティング剤１４０を含むことができる。

【0023】

印刷回路基板１１０は、ＰＣＢまたはＦＰＣＢを含むことができる。
導電性パターン１２０は、印刷回路基板１１０上に配置されることができる。例えば、導電性パターン１２０は、熱が蓄積できるように、印刷回路基板１１０上に蛇行形状で実現されることができる。他の例を挙げると、導電性パターン１２０は、銅を含むことができる。この場合、導電性パターン１２０は、１０４０℃以上で動作することができる。他の例を挙げると、導電性パターン１２０は、設定温度以上で溶けることができる。

【0024】

フィルム１３０は、導電性パターン１２０の両側面または導電性パターン１２０の上部に配置されることができる。フィルム１３０は、導電性パターン１２０の上部の少なくとも一部の領域が開放されるように配置されることができる。例えば、フィルム１３０は、導電性パターン１２０の両側面において導電性パターン１２０から離隔した距離に配置されることができる。一実施形態において、フィルム１３０は、導電性パターン１２０の上部の少なくとも一部の領域が開放されるように配置されるため、導電性パターン１２０の断線過程で高熱が発生しても焼き付きが発生しない。一実施形態において、開放される導電性パターン１２０の上部の少なくとも一部の領域の形状は、四角形、円形、および多角形のうちいずれか１つであってもよい。

【0025】

コーティング剤１４０は、導電性パターン１２０およびフィルム１３０の上部に配置されることができる。例えば、コーティング剤１４０は、難燃素材を含むことができる。一実施形態において、難燃素材は、Ｖ０等級の難燃物質を含むことができる。すなわち、コーティング剤１４０は、導電性パターン１２０が動作する場合に高熱が発生しても火災（火炎）を防止することができる。コーティング剤１４０は、フィルム１３０により開放された導電性パターン１２０の上部の少なくとも一部の領域をカバーすることができる。

【0026】

コーティング剤１４０は、吸熱性の低い素材を含むことができる。例えば、コーティング剤１４０は、導電性パターン１２０と当接する領域で導電性パターン１２０の断線が容易となるように、吸熱性の低い素材を適用することができる。

【0027】

導電性パターン１２０が動作する場合、内部で発生するガスにより導電性パターン１２０の上部が膨らむ現象が発生し得るが、導電性パターン１２０の上部をカバーするコーティング剤１４０は、導電性パターン１２０の上部が膨らむ現象の発生を防止することができる。

【0028】

一実施形態において、コーティング剤１４０は、導電性パターン１２０とコーティング剤１４０との間にガスが満たされると物理的に離隔できるように接合力が設定されることができる。例えば、導電性パターン１２０に過電流が印加される場合、フィルム１３０および接着剤に熱が加えられてガスが発生し得、発生したガスにより導電性パターン１２０とコーティング剤１４０に離隔が発生し得る。ガスによる離隔を防止するために導電性パターン１２０が速く動作する必要があるが、過電流が導電性パターン１２０に印加される場合、コーティング剤１４０を物理的に離隔できるようにコーティング剤１４０の接合力を設定することができる。

【0029】

一実施形態において、フィルム１３０またはコーティング剤１４０は、導電性パターン１２０の上部をカバーすることができ、したがって、導電性パターン１２０の移動を防止可能な安定した構造を提供することができる。

【0030】

図２は、本文書に開示された一実施形態に係るヒューズの断面を示すブロック図である。
図２を参照すると、ヒューズ１００は、下部に印刷回路基板１１０が配置されることができる。

【0031】

印刷回路基板１１０の上部に導電性パターン１２０が配置されることができる。実施形態により、印刷回路基板１１０と導電性パターン１２０との間には、フィルムまたは接着剤がさらに含まれることができる。

【0032】

フィルム１３０は、印刷回路基板１１０の上部に付着されることができ、導電性パターン１２０の上部の少なくとも一部の領域が開放されるように配置されることができる。図２ではフィルム１３０が導電性パターン１２０の上部の全体領域が開放されるように配置される例示を示しているが、これに限定されない。

【0033】

フィルム１３０は、導電性パターン１２０の両側面に配置されることができる。例えば、フィルム１３０は、導電性パターン１２０の両側面において導電性パターン１２０から離隔した距離に配置されることができる。

【0034】

コーティング剤１４０は、導電性パターン１２０およびフィルム１３０の上部をカバーするように配置されることができる。例えば、フィルム１３０が導電性パターン１２０の上部をカバーしていない領域において、コーティング剤１４０は、導電性パターン１２０の上部をカバーすることができる。

【0035】

図３～図５は、本文書に開示された一実施形態に係るヒューズの上部が開放された例示を示す図である。
図３を参照すると、本文書に開示された一実施形態に係るヒューズ１００に含まれたフィルム１３０は、導電性パターン１２０の上部の少なくとも一部の領域１０を開放することができる。例えば、フィルム１３０が導電性パターン１２０の上部の少なくとも一部の領域１０を開放し、コーティング剤１４０がフィルム１３０および導電性パターン１２０の上部をカバーするように配置されることができる。

【0036】

導電性パターン１２０の上部の開放された一部の領域１０は長方形の形状であるが、開放された一部の領域１０が大きいほど導電性パターン１２０の固定が難しくて安定的ではない。すなわち、開放された一部の領域１０が大きいと、導電性パターン１２０が動き、導電性パターン１２０が動作して断線した場合にも再び短絡する場合が発生し得る。したがって、開放された一部の領域１０は最小化されなければならない。

【0037】

図４を参照すると、本文書に開示された一実施形態に係るヒューズ１００に含まれたフィルム１３０は、導電性パターン１２０の上部の少なくとも一部の領域２０を開放することができる。例えば、少なくとも一部の領域２０の形状は四角形であってもよい。

【0038】

開放された導電性パターン１２０の上部の少なくとも一部の領域２０は複数であってもよい。例えば、図４に示されたように、少なくとも一部の領域２０は複数の四角形であってもよい。他の例を挙げると、開放された導電性パターン１２０の上部の一部の領域２０は最小化されなければならないため、複数の四角形領域を介して、フィルム１３０は、導電性パターン１２０の上部の一部の領域を開放することができる。

【0039】

図５を参照すると、本文書に開示された一実施形態に係るヒューズ１００に含まれたフィルム１３０は、導電性パターン１２０の上部の少なくとも一部の領域３０を開放することができる。例えば、少なくとも一部の領域３０の形状は円形であってもよい。

【0040】

開放された導電性パターン１２０の上部の少なくとも一部の領域３０は複数であってもよい。例えば、図５に示されたように、少なくとも一部の領域３０は複数の円形であってもよい。他の例を挙げると、開放された導電性パターン１２０の上部の一部の領域３０は最小化されなければならないため、複数の円形領域を介して、フィルム１３０は、導電性パターン１２０の上部の一部の領域を開放することができる。

【0041】

図６は、本文書に開示された一実施形態に係るヒューズのダミー領域を示す図である。
図６を参照すると、本文書に開示された一実施形態に係るヒューズ１００は、ダミー領域１５０をさらに含むことができる。

【0042】

ダミー領域１５０は、フィルム１３０の上部に配置されることができる。例えば、ダミー領域１５０は、熱放出を制限するために、フィルム１３０の上部に配置されることができる。他の例を挙げると、ダミー領域１５０は、熱放出を最小化するために、フィルム１３０の上部に配置されることができる。フィルム１３０は、導電性パターン１２０の上部に配置されることができるが、フィルム１３０のみが配置される場合には、弱くて破れる可能性があるため、ダミー領域１５０は、フィルム１３０の上部に配置され、フィルム１３０を保護する役割を行うことができる。一実施形態において、ダミー領域１５０は、銅を含むことができる。

【0043】

ダミー領域１５０は、導電性パターン１２０の溶断部の上部を除いて配置されることができる。例えば、導電性パターン１２０の溶断部の上部には、ダミー領域１５０を削除または最小化して熱放出を最小化させることができる。したがって、導電性パターン１２０の溶断部は、断線する可能性が高くなることができる。

【0044】

一実施形態において、ダミー領域１５０は、図６に示された形状で実現されることができる。ただし、これに限定されず、ダミー領域１５０が、フィルム１３０の上部に配置され、導電性パターン１２０の溶断部の上部には配置されない多様な形状で実現されることができる。

【0045】

図７は、本文書に開示された他の実施形態に係るヒューズの断面を示す図である。
図７を参照すると、本文書に開示された他の実施形態に係るヒューズ２００は、印刷回路基板２１０、導電性パターン２２０、フィルム２３０、およびコーティング剤２４０を含むことができる。一実施形態において、印刷回路基板２１０、導電性パターン２２０、フィルム２３０、およびコーティング剤２４０それぞれは、図１の印刷回路基板１１０、導電性パターン１２０、フィルム１３０、およびコーティング剤１４０と実質的に同一であってもよい。

【0046】

フィルム２３０は、導電性パターン２２０の上部の少なくとも一部の領域が開放されるように、導電性パターン２２０の上部に配置されることができる。例えば、フィルム２３０は、導電性パターン２２０の上部の両側をカバーするように配置されることができる。
フィルム２３０および導電性パターン２２０の上部をコーティング剤２４０がカバーすることができる。

【0047】

一実施形態において、図７に示された本文書に開示された他の実施形態に係るヒューズ２００の導電性パターン２２０は、図３～図５に示されたように、フィルム２３０により上部の少なくとも一部の領域が開放されることができる。

【0048】

図８は、本文書に開示された一実施形態に係るヒューズの製造方法を示すフローチャートである。
図８を参照すると、本文書に開示された一実施形態に係るヒューズ１００の製造方法は、印刷回路基板上に配置される導電性パターンを形成するステップ（Ｓ１１０）と、導電性パターンの上部の少なくとも一部の領域が開放されるように、導電性パターンの両側面または導電性パターンの上部に配置されるフィルムを形成するステップ（Ｓ１２０）と、導電性パターンおよびフィルムの上部に配置されるコーティング剤を形成するステップ（Ｓ１３０）と、を含むことができる。

【0049】

印刷回路基板上に配置される導電性パターンを形成するステップ（Ｓ１１０）において、ＰＣＢ１１０の上部に配置される導電性パターン１２０を形成することができる。例えば、導電性パターン１２０は、ＰＣＢ１１０の熱が蓄積できるように、ＰＣＢ上に蛇行形状を有することができる。

【0050】

導電性パターンの上部の少なくとも一部の領域が開放されるように、導電性パターンの両側面または導電性パターンの上部に配置されるフィルムを形成するステップ（Ｓ１２０）において、導電性パターン１２０の上部の少なくとも一部の領域が開放されるようにフィルム１３０を形成することができる。例えば、フィルム１３０は、導電性パターン１２０の両側面または導電性パターン１２０の上部に配置されることができる。他の例を挙げると、フィルム１３０は、導電性パターン１２０の上部の少なくとも一部の領域を四角形または円形の形状に開放することができる。

【0051】

導電性パターンおよびフィルムの上部に配置されるコーティング剤を形成するステップ（Ｓ１３０）において、導電性パターン１２０およびフィルム１３０の上部にコーティング剤１４０を形成することができる。例えば、コーティング剤１４０は、難燃素材を含むことができ、難燃素材は、Ｖ０等級の難燃物質を含むことができる。他の例を挙げると、コーティング剤１４０は、導電性パターン１２０とコーティング剤１４０との間にガスが満たされる場合に物理的に離隔できるように接合力が設定されることができる。

【0052】

以上の説明は本文書に開示された技術思想を例示的に説明したものにすぎず、本文書に開示された実施形態が属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本文書に開示された実施形態の本質的な特性から逸脱しない範囲内で多様な修正および変形が可能である。

【0053】

したがって、本文書に開示された実施形態は本文書に開示された技術思想を限定するためのものではなく説明するためのものであって、このような実施形態により本文書に開示された技術思想の範囲が限定されるものではない。本文書に開示された技術思想の保護範囲は後述の特許請求の範囲により解釈されなければならず、それと同等な範囲内にある全ての技術思想は本文書の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【国際調査報告】