CN102099874B - Ptc装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种PTC装置，其中，即使当PTC装置在存在溶剂的环境中使用时，其PTC元件正常起作用。PTC装置包括：(1)聚合体PTC构件，该聚合体PTC构件包括聚合体PTC元件和设置在该聚合体PTC元件主表面的两侧的第一和第二金属电极；(2)导线，该导线连接至聚合体PTC构件的至少一个金属电极；和，(3)陶瓷封装，该陶瓷封装具有用于容纳聚合体PTC构件的开放空间，所述开放空间具有限定该开放空间的至少一个开口；所述PTC装置的特征在于：所述导线闭合所述开口从而使设置在所述开放空间中的聚合体PTC构件与包围陶瓷封装的环境隔离。

Description

PTC装置
技术领域
本发明涉及一种包括PTC构件的正温度系数(Positive TemperatureCoefficient，简称PTC)装置，尤其涉及一种包括PTC构件的PTC装置，该PTC装置被用作电路保护装置，以及涉及一种包括这种装置的电气设备或电子设备。
背景技术
聚合体PTC构件广泛地应用在各种电气设备或电子设备中，如果过量的大电流在电源电路中流动，防止组成设备的重要元件被毁掉。这种构件本身是公知的，并且一般地包括PTC元件和金属电极，该PTC元件通常呈薄片状并且由聚合体合成物组成，该聚合体合成物由分散在聚合体中的导电填充物制成，而金属电极(例如金属薄片电极)设置在PTC元件的相对的主表面的位置。
例如，具有如上所述的PTC构件以及与其连接的导线的PTC装置在作为电气设备的可再充电电池组中使用。电池组具有处于一端的阴极端子，而PTC构件通过导线电连接到阴极端子。
如上所述使用的PTC构件应该具备的一个要件在于在正常时间下PTC构件本身的阻抗小。在这种低阻抗PTC构件中使用的PTC元件中，金属填充物(尤其是镍或者镍合金填充物)被使用作为分散在聚合体中的导电填充物。这种金属填充物很容易被PTC构件周边环境中存在的氧气氧化，导致PTC构件的阻抗增加。在应该基本保持低阻抗的PTC构件中，这种阻抗的增加不是所需要的。
因此，在使用这种金属填充物的聚合体PTC构件中，采用形成覆盖至少暴露部分的树脂镀层的措施，使得PTC元件的该暴露部分不与周边环境直接接触，并因此防止金属填充物的氧化。由于PTC元件的主表面被如上所述的金属电极覆盖，这种暴露部分主要是PTC元件的侧表面部分(即限定层状PTC元件厚度的侧部或周边部分，并且因此相互连接PTC元件的相对的主表面的周边部分的表面)。
这种树脂镀层在防止金属填充物的氧化上是基本有效的，但是在一些情况下可能是不够的，取决于包括PTC构件的PTC装置使用的环境。例如，如果PTC构件位于存在溶剂(例如蒸气或微小液滴形态的溶剂)的环境中，树脂镀层可能被该溶剂化解，导致其可能部分脱落，使得氧气能够进入PTC元件。在这种情况下，金属填充物可能被氧化，导致PTC构件可能不能正常起作用。
现有技术参考
专利文献
专利文献1：国际公开号WO1997/06538
发明内容
本发明想要解决的技术问题
因此，想要解决的技术问题在于提供一种PTC装置，即便当PTC装置在存在着可能影响PTC装置的物质例如溶剂的环境中使用时，其中的PTC元件也会正常起作用。
解决技术问题的方法
对于上述技术问题，经发明人的研究发现，通过将PTC构件封装在通常在半导体装置及类似中使用的陶瓷封装中，即便PTC装置使用的环境包含例如溶剂的物质时，也能够被有效阻止PTC元件中包含的金属填充物的氧化，致使PTC构件能够维持低阻抗。
因此，本发明提供一种PTC装置，包括：
(1)聚合体PTC构件，所述聚合体PTC构件包括聚合体PTC元件和分别设置在所述聚合体PTC元件主表面两侧的第一和第二金属电极；
(2)导线，所述导线连接至聚合体PTC构件的至少一个金属电极；和
(3)陶瓷封装，所述陶瓷封装具有用于容纳聚合体PTC构件的开放空间，所述开放空间具有限定所述开放空间的至少一个开口；
所述PTC装置的特征在于：所述导线闭合所述开口从而使设置在所述开放空间中的聚合体PTC构件与包围陶瓷封装的环境隔离。
在根据本发明的PTC装置中，PTC构件通过凭借所述导线闭合所述开口而基本封装在陶瓷封装中。这种陶瓷封装由所谓陶瓷的材料制成。通常所知的这种材料具有耐溶剂性。关于这种陶瓷，例如，可以举例的是，金属(例如，铝、硅、钛、锆、锌或类似物)的氧化物、碳化物、氮化物以及类似物。
进一步地，本发明还提供了生产这种装置和包括这种PTC装置的电子设备的方法。
在本发明的PTC装置中，组成陶瓷封装的陶瓷具有耐溶剂性，因此，当PTC构件封装在陶瓷封装之内时，即便使用PTC装置的环境包含溶剂，有效防止构成PTC元件的金属填充物被存在于PTC装置的周边环境中的空气或者氧气氧化，原因在于封装状态基本不受影响。因此，不需要提供如上所述的围绕PTC构件的树脂涂层。结果，形成树脂涂层时，用于PTC构件上树脂涂层的形成的涂层材料在PTC构件的电极表面之上的以将树脂涂层形成在PTC构件上的任何流动是不需要考虑的(涂层材料在需要电导的构件的位置(诸如金属电极表面)上的流动不允许构件保护所需的电导)。因此，减轻PTC装置或PTC构件的设计局限并改善PTC装置或者PTC构件的产量。
同时，尽管树脂涂层的尺寸精确度并不是必须满足的，根据本发明的PTC装置采用具有标准尺寸的陶瓷封装，其基本保证了装置的尺寸，从而改善了PTC装置的尺寸精确度。结果，在使用者将PTC装置整合到电子设备及类似物时，便于设置。此外，由于组成陶瓷封装的陶瓷材料相对于电池(例如第二电池)中的电解质稳定，本发明的PTC装置可以整合到电池内部。结果，PTC装置可以靠近热源放置，改善PTC装置的敏感性以检测不正常情况，并改善电池的可靠性。
附图说明
(图1)图1a示意性地显示本发明PTC装置的横截面侧视图，而图1b示意性地显示图1a中PTC装置中使用的陶瓷封装的立体图。
(图2)图2a示意性地显示本发明PTC装置的另一个具体实施例的横截面侧视图，而图2b示意性地显示图2a中PTC装置中使用的陶瓷封装的立体图。
(图3)图3a示意性地显示本发明PTC装置的又一个具体实施例的横截面侧视图，而图3b示意性地显示图3a中PTC装置中使用的陶瓷封装的立体图。
(图4)图4示意性地显示本发明PTC装置的再一个具体实施例的横截面侧视图。
图中标号：
100-PTC装置
102-PTC元件
104-第一金属电极
106-第二金属电极
108-PTC构件
110-第一导线
112-第二导线
114-开放空间
116，118-开口
120-陶瓷封装
122，124-主表面
126，128-金属层
130，132-连接件
200-PTC装置
201-陶瓷封装
202-底部
204，206，208，210-限定空间的壁
212-电导体
300-PTC装置
301-陶瓷封装
302-底部
304-贯通孔
306-电导体
400-PTC装置
401-陶瓷封装
402-台阶部分
404，406-电导体
408-接合线
409-另一金属层
410-焊接部分
具体实施方式
本发明的包含在PTC装置中的PTC构件本身是公知的，并且构成PTC构件的PTC元件和金属电极也是公知的。术语PTC构件以本技术领域内通常使用的该术语的意思来使用，并且PTC构件包括形成为薄片形式的所谓聚合体PTC合成物的PTC元件(即，聚合体PTC元件)以及分别设置在PTC元件各主表面上的第一金属电极(特指金属薄片电极)和第二金属电极(特指金属薄片电极)。此外，聚合体PTC元件由聚合体材料(例如聚乙烯、聚偏二氟乙烯等)与散布在其中的金属填充物(铜填充物、镍填充物以及镍钴合金填充物等)组成的所谓导电聚合体合成物构成。通常，PTC元件可以通过挤压成型(extrusion molding)这种合成物而获得。
PTC构件通常在薄片PTC元件两侧的每个的整个主表面上具有层叠状态的金属电极(通常为金属薄片电极)，并且PTC构件作为整体也是一个薄片状(层状)或者圆盘状的元件。PTC构件(由于构件的尺寸小，通常为PTC构件的集合体)通过将金属电极热压接在PTC元件上形成，或者通过在挤压成型PTC元件时同时供给金属电极或者在挤压成型之后立即热压接而形成。PTC元件可以例如为圆盘形或者薄带形。
本发明的PTC构件中使用的陶瓷封装具有能够基本容纳PTC构件的空间。通常地，陶瓷封装作为整体是一个能够将PTC构件容纳在其中的箱状形式，因此，是一个外壳。这个空间具有用于将PTC构件插入到其中的至少一个开口。因此，该空间在这个开口处为开放状态。换言之，该空间为开放空间。
有至少一个限定这种开放空间的开口，并且在另一个具体实施例中可以有两个。在前一个具体实施例中，陶瓷封装在其的一个主表面上开口，而陶瓷封装本身具有底箱体形式。在后一个具体实施例中，陶瓷封装在一对相对的主表面上开口，并且因此陶瓷封装具有一个贯通的空间。
陶瓷封装用来使诸如半导体芯片、晶体振荡器等微装置与它们的周边环境隔离。并且，本发明的装置还可以使用与这种陶瓷封装类似的一个。陶瓷封装可以由各种适当的陶瓷材料形成，例如其可以由氧化铝(Al2O3)，多铝红柱石(3Al2O3·2Si2)，氮化铝(AlN)等等。
由于在本发明的装置中，PTC构件封装在空间内，因此，PTC构件定位在陶瓷封装之内，开口通过与PTC装置连接的导线闭合。这种导线被提供用于将PTC构件电连接到使用PTC装置的电子设备中的预定电路，更具体地，连接到配线(wiring)，部件(parts)，衬垫(pads)，连接盘(lands)，端子(terminals)，等等，并且可以是只要能够闭合该开口的任何适当形式。例如，这种形式可以是诸如正方形或者矩形的金属薄片、金属薄板的带等形式。并且，构成其的材料可以是任何导电材料。例如，引线可以是由镍、铁镍钴合金(Kovar)、42合金(铁-42％镍合金)等来形成。
上述导线能够以任何适当形式结合到陶瓷封装，从而闭合陶瓷封装的开口。例如，如后面所述，导线和陶瓷封装能够通过连接材料(例如焊剂、导电性胶粘剂，导电性胶粘糊以及类似物)进行结合。在另一个具体实施例中，导线和陶瓷封装能够通过所谓的银焊(silver brazing)进行结合。例如，作为连接材料的银焊件放置于陶瓷封装上，而导线放置于银焊件上，从而使得银焊件位于导线和陶瓷封装之间，接下来通过熔融银焊件以使导线和陶瓷封装能够被焊接在一起。关于银焊件，可以是例如由银-铜合金、银-铜-钛合金或铁镍钴合金(Kovar)制成的件，并且优选地以围绕陶瓷封装的开口(例如，环(圆环)形、矩形环形、或者类似)的形式。通过加热位于导线和陶瓷封装之间的诸如焊剂材料或银焊件的连接材料(需要时施加力)，使得连接材料熔化，从而可以形成为结合导线和陶瓷封装的连接件。
陶瓷封装优选地具有围绕开口的金属层，并且当导线被设置成使其闭合开放空间的开口时，导线的周边优选地定位在这个金属层上。特别优选地是，这种金属层紧密结合到限定陶瓷封装的开口的表面的周边。为了保证这种紧密结合，可以通过烧结、电镀或类似方式，将金属层形成到陶瓷封装的这个周边。
在如上所述的导线定位于金属层上的状态中，导线和金属层连接在一起。对于该连接，诸如焊剂材料、导电性胶粘剂、导电性胶粘糊以及类似的连接材料、优选焊剂材料被布置在金属层上，并在其上配置导线，接着，通过以例如用加热装置加热或者放入回流炉(reflow oven)从而熔融连接材料的方式形成连接件而使它们能够一体地连接，从而闭合陶瓷封装的开放空间。
在另一具体实施例中，通过与在将导线直接定位在设置于陶瓷封装的金属层上的状态下(即，不需要提供如上所述的连接材料)，将导线与金属层焊接在一起而形成连接件，从而可以连接导线和陶瓷封装。在此具体实施例中，通过在金属层和导线的交界面处进行焊接而形成的焊接部分作为连接件使用。为了实现这种焊接，例如，可以采用电阻焊接(诸如线焊接)、激光焊接、以及类似方式。
在连接材料存在于导线和陶瓷封装的金属层之间的情况下(即，通过使用诸如焊剂材料、银焊件或类似物的连接材料的间接连接的情况)或者在导线和陶瓷封装的金属层直接接触的情况下(即，通过焊接直接连接的情况)，导线与陶瓷封装的结合变得更可靠，从而陶瓷封装中PTC构件的封装变得更可靠。这种金属层可以由任何合适的材料制成，并且，这种材料可以是例如钼/锰合金、钨、银-铜-钛以及类似物。例如，在陶瓷封装的规定部位，涂敷用于形成金属层的金属粉末的糊，接着烧结该糊，从而获得紧密结合到陶瓷封装的金属层。
如上所述，在陶瓷封装包括金属层的具体实施例中，当导线通过诸如焊剂材料、银焊件或类似物的连接材料间接地连接到金属层时，或者当金属层和导线通过焊接直接连接时，为了进一步促进接合，金属层上可以具有另一金属层。所述另一金属层能够通过例如电镀、蒸镀或类似方式形成。具体地，例如，作为所述另一金属层的电镀镍层、电镀锡层或者类似物可以形成在作为金属层的钼/锰合金层上，钨层或类似物上。此外，对于所述另一金属层可以实施金光镀(gold fash plating)。
接着，结合附图对本发明的PTC装置进行更详细的描述。图1a以示意性截面侧视图显示本发明的PTC装置的一个具体实施例。此外，图1b是显示图1a所示的装置中使用的陶瓷封装的示意性立体图。同时，在图2和图3中，图2a、3a和图2b、3b是与图1a和图1b类似的图示。在这些图中，相同的参考标号表示具有基本相同功能的元件。
如图1所示的具体实施例中的PTC装置100包括：
(1)包括薄片状聚合体PTC元件102以及布置在其两侧的主表面上的第一金属电极104和第二金属电极106的聚合体PTC构件108；
(2)连接到聚合体PTC构件的两个金属电极的第一导线110和第二导线112；以及
(3)具有用于容纳聚合体PTC构件的开放空间114的陶瓷封装120，所述开放空间具有限定开放空间的上侧开口116和下侧开口118(即两个开口)，
所述导线110和112闭合所述开口116和118，从而使设置在所述开放空间114中的聚合体PTC构件108与包围陶瓷封装120的环境隔离开。
如图1b所示，陶瓷封装的相对的主表面122和124分别具有开口116和118，通过开口116和118开放空间114成为两端都打开的贯通空间。此外，金属层126相对于开口布置在主表面上并且围绕开口(尽管图1b仅显示出上侧金属层126，但如图1a所示，陶瓷封装也具有在下侧的金属层128)。这种金属层设置在用于半导体芯片以及类似物的陶瓷封装中，以实现不同目的，且此种陶瓷封装为市售的陶瓷封装。例如，设置为确保封装的内部和外部之间的电性连接。在本发明的PTC装置中，陶瓷封装的金属层作为导线直接连接的对象使用。
具体地，连接件130存在于这些金属层(126和128)和它们各自的导线(110和112)之间，导线和金属层(从而导线和陶瓷封装)通过连接件130结合。如上所述，金属层围绕开放的开口而存在，因此如果将导线以覆盖开口且放置在开口的周边的方式放置在陶瓷封装的主表面上，使金属层和导线绕着开口结合，则陶瓷封装的开放空间通过导线闭合并密封。
当导线和金属层在陶瓷封装的每个主表面的开口处以这种方式结合时，设置在空间114之内的PTC构件108基本与陶瓷封装的外部隔离开，从而能够最小化包围陶瓷封装的大气的影响(即空气(或氧气)的影响)，结果能够在一定程度上抑制包含在PTC元件中的导电填充物的氧化。
在所述的具体实施例中，PTC构件的金属电极104和106与导线116和112之间分别电连接，该连接通过设置在它们之间的连接构件132固定，连接构件由诸如焊剂的导电连接材料形成。在另一具体实施例中，导电性胶粘剂或导电性胶粘糊可以用于它们之间的连接。
如图1a所示的PTC装置100可以通过例如以下方法生产，其中首先：
将作为连接材料的焊剂材料(相当于连接构件132和130的前身物质(precursor))放置在第二导线112上，
将PTC构件108放置在这个焊剂材料上，从而第二导线112和PTC构件的第二金属电极106彼此面对，以及
将陶瓷封装120的金属层128放置成使得第二导线112闭合陶瓷封装120的下侧开口118。
就是说，将它们定位成：焊剂材料(相当于连接件132)位于第二导线112和第二金属电极106之间，而焊接材料(相当于连接件130)位于第二导线112和陶瓷封装的下侧开口周边的金属层128之间。
接着，作为连接材料的焊剂材料(相当于连接件132和130的前身物质)放置在第一金属电极104和金属层126上，而第一导线110放置在陶瓷封装的金属层126上使得PTC构件的第一导线110和第一金属电极104通过这种焊接材料彼此相对，并且同时，第一导线110闭合陶瓷封装的上侧开口116。就是说，将它们定位成：焊剂材料(相当于连接件132)位于第一导线110和第一金属电极104之间，而焊接材料(相当于连接件130)位于第一导线110和陶瓷封装的上侧开口周边的金属层126之间。
这样获得成形的组件，该组件由第一导线、第二导线、陶瓷封装、PTC构件以及位于它们之间的作为连接材料的焊剂材料组成，并且这种组件放置到加热炉(或回流炉)中以融化焊剂材料并随之对其进行冷却，从而将焊剂材料转化为连接件，这样获得图1所示的装置。
与图1类似，图2显示根据本发明的PTC装置的另一个具体实施例。图2所示的本具体实施例的PTC装置200具有与图1的聚合体PTC构件相似的聚合体PTC构件108，同时具有凭借连接件132与作为第一金属电极使用的一个金属电极104电连接的第一导线110，该第一导线同时凭借连接件130与陶瓷封装的金属层126连接。如图2b所示，这个PTC构件108设置在陶瓷封装201中。
如图2b所示，陶瓷封装201具有用于容纳聚合体PTC构件的开放空间114；在所述的具体实施例中，所述开放空间由一个底部202和围绕该底部定位的四个壁204、206、208、和210限定而成，并且具有在陶瓷封装的一个主表面上打开的开口116。换言之，包装具有底箱体形式，并且开放空间具有一个开口116。
关于图1所示的具体实施例，陶瓷封装具有围绕开口116的金属层126，并进一步具有电导体212(这可能是以任何适当的形式，例如金属层、金属线、或者金属带等)以保证限定该空间的底部的内侧(上侧)和外侧(下侧)之间的电导。在所述的具体实施例中，电导体为基本覆盖底部202的整个上侧暴露表面，且从底部的上侧暴露表面延伸至陶瓷封装的侧面，接着绕着从侧面到陶瓷封装的底部的下表面缠绕的金属层212的形式，如图2b所示(注意，在图2b中，仅显示金属层的定位在底部的暴露表面)。因此，从图2a中可知，电导体212以围绕限定陶瓷封装的底部的件214的形式存在。注意，第一导线与图1中的那个基本一样。
如图2a所示，上述电导体212的定位在限定该空间的底部外侧的部分216(即定位在限定底部的件214之下的部分216)与第二导线112电连接。第二导线112和电导体212(尤其是电导体212的部分216)之间的连接与第一导线110和金属层126之间的连接类似，并且可以通过用诸如焊剂、导电性胶粘剂，导电性胶粘糊等的连接材料形成连接件130而实现。这种电导体212凭借连接件132与作为聚合体PTC构件的第二电极的其它金属电极106电连接。
因此，与图1所示的第二金属电极106和第二导线112直接连接的PTC装置相反，在图2所示的具体实施例的PTC装置中，PTC构件的第二金属电极106通过电导体212与第二导线112间接连接。
图2所示的具体实施例的便利之处在于，仅需将第一导线110安装到陶瓷封装(其已容纳PTC构件)201，更具体地安装到其金属层126，就完成陶瓷封装中PTC构件108的封装。例如，图2中所示的本发明的PTC装置可以将组件放置在加热炉上以融化焊剂材料，接着进行冷却而得到，其中，所述组件通过如下方法形成：经由诸如焊剂的连接材料(其相当于连接件130的前身物质)将陶瓷封装201放置在第二导线112上，接下来，将焊接材料(其相当于连接件132的前身物质)放置在陶瓷封装底部的暴露上侧表面上，将PTC构件108放置在其上，接下来，将焊剂材料(相当于连接件130和132的前身物质)放置在PTC构件的第一电极104和陶瓷封装的金属层126上，并将第一导线110放置在其上。
因此，图2a所示的PTC装置可以将组件放置在加热炉(例如回流炉)中以融化焊剂材料，焊剂材料随之被冷却而得到，其中，所述组件如下得到：通过将作为连接材料的焊剂材料(相当于连接件130的前身物质)放置在第二导线112上，将陶瓷封装201放置在焊剂材料上，将PTC构件108通过作为连接材料的焊剂材料放置在陶瓷封装的底部202，接着，将作为连接材料的焊剂材料(相当于连接件132和130的前身物质)放置在PTC构件的第一金属电极104和陶瓷封装的金属层126上，以及，以闭合开口116的方式将第一导线110放置在焊剂材料上。
与图1类似，图3显示根据本发明的PTC装置的又一个具体实施例。图3所示的具体实施例的PTC装置300具有与图1的聚合体PTC构件相似的聚合体PTC构件108，同时具有凭借连接件132与作为聚合体PTC构件108的第一金属电极使用的一个金属电极104连接的第一导线110。如图3b所示，这个PTC构件108设置在陶瓷封装301中。正如容易所见的，图3中第一导线和第一金属电极和陶瓷封装之间的连接与图1或图2中所示的具体实施例中的相似。
与图1及图2所示的方式相似，陶瓷封装301具有围绕开口116的金属层126，同时，如图3b所示，其与图2所示的陶瓷封装不同之处在于：限定容纳聚合体PTC构件的开放空间114的底部302具有贯通孔304。结果，如图3a所示，电导体306通过贯通孔304的内壁设置，从而保证限定空间的底部的内侧(上侧)和外侧(下侧)之间的电导。
如图3a所示，上述电导体306的定位在限定该空间的底部外侧(下侧)的部分308与第二导线112电连接。第二导线112和电导体306的部分308之间的连接与第一导线110和金属层126之间的连接类似，并且可以通过用例如焊剂、导电性胶粘剂，导电性胶粘糊等实现。
因此，与第二金属电极106和第二导线112直接连接的图1所示的PTC装置相反，与图2一样，在图3所示的具体实施例的PTC装置中，PTC构件的第二金属电极106通过电导体306与第二导线112间接连接。在这个具体实施例中，因为可以保证陶瓷封装的内侧和外侧之间的电导而不需经过陶瓷封装的侧面，所以陶瓷封装的制造是容易的。例如，通过将延伸至贯通孔304的周边的电导体部分(例如，金属层、金属电线、金属带等)设置在陶瓷封装底部的内侧和外侧、且以金属电镀贯通孔的内壁的方式连接内电导体部分和外电导体部分，可以形成电导体306。
尽管图3a所示的PTC装置的不同之处在于：关于组件的成形，其具有贯通孔304，但组件可以用之前描述的图2a中的PTC装置基本相同的方式形成。因此图3a中PTC装置的制造与图2a中的相同。
图4显示本发明的PTC装置的又一个具体实施例。图4所示的具体实施例的PTC装置400具有与图1的聚合体PTC构件相似的聚合体PTC构件108，同时具有与作为聚合体PTC构件108的第一金属电极使用的一个金属电极104连接的第一导线110。这个PTC构件108设置在陶瓷封装401中，其与图2b所示的陶瓷封装类似，但不同之处在于，底部具有台阶部分402。
在这个陶瓷封装400中，底部具有台阶部分402，并且两个独立的电导体404和406(例如金属层、金属电线、金属带等)设置在台阶部分的两侧。与图2中的金属层212类似，一个电导体404定位在陶瓷封装的底部的上侧并与PTC构件的第二金属电极106连接，同时与定位在底部外侧(或下侧)的第二导线112电连接。另一个电导体406与第一导线110电连接，同时通过接合线408与PTC构件的第一金属导线104电连接。因此，在图4的具体实施例中，PTC构件的金属电极每个与导线间接连接。
在图4的具体实施例中，第一导线110和第二导线112分别直接连接至作为陶瓷封装的电导体406使用的金属层，和第二导线112直接连接至陶瓷封装的电导体404，因而，与PTC构件的金属电极间接连接。因此，导线与金属层或电导体的连接还可以通过具有更严格热状况的连接方法执行。
因此，图4所示的PTC装置可以通过如下方法制成：其中，首先，陶瓷封装被放置成另一个金属层409定位在第二导线112上，随之将它们焊接在一起以形成焊接部分410，接着将焊剂材料(相当于连接材料)放置在陶瓷封装的底部上侧，随之将PTC构件108放置在其上，接着加热以将PTC构件的第二金属层106连接至金属层404，接着，PTC构件的第一电极104和金属电极402以线接合方式连接，接着将第一导线110通过另一金属层409放置在陶瓷封装周边的金属层406上，以这种方式闭合陶瓷封装的开口116，随之将第一导线110焊接至所述第二金属导线409，以形成焊接部分410。注意，所述另一金属层优选地预先以例如电镀、烧结或类似方式结合至陶瓷封装的金属层。
由于金属电极一般是薄的(通常为金属薄片的形式)，在将导线直接连接至金属电极的情况下通常使用在加热炉中加热焊剂、导电性胶粘剂、导电性胶粘糊等方法。相反，当将导线或电导体直接连接至金属层时，它们可以通过焊接连接，从而可以保证在它们之间的更加可靠的连接。换言之，可以实现将陶瓷封装中的PTC构件的封装更加可靠。
在图4中，陶瓷封装401具有预先在上侧主表面上的金属层406，且其上还包括便于焊接的另一金属层(例如Au-Cu层、科瓦铁镍钴合金(Kovar)层)409。注意，在所述的具体实施例中，还显示了焊接部分410。至于下金属层404，同样具有另一金属层409，并且还显示了焊接部分410。
在上述的各种具体实施例中，如果在惰性气体保护气氛的条件下(例如，在氮保护气氛下或者在真空下)执行用导线闭合陶瓷封装的开口的步骤，则保持PTC构件的空间在充满惰性气体的状态下通过导线闭合，这样进一步减轻包含在PTC构件中的金属填充物的氧化问题。
示例
使用如下陶瓷封装、PTC构件以及导线模拟如图4所示的本发明的PTC装置：
·陶瓷封装(由氧化铝制成，NGK Spark Plug有限公司制造)
尺寸(外部尺寸)：4.8mm x 9.1mm x 1.3mm  (高度)
开放空间的尺寸：3.4mm x 7.7mm x 1.05mm (高度)
金属层：在钼/锰层(相当于图4中的404和406)上电镀镍并接着电镀金；电镀层相应于图4中的409。
·PTC构件(由Tyco Electronics Raychem有限公司制造，产品名：PolySwitch)
尺寸：2.3mm x 3.0mm x 0.43mm(厚度)
·导线(由镍制成，尺寸：5mm x 20mm x 0.125mm(厚度))
将PTC构件设置在陶瓷封装的开放空间之内以后，将导线放置在陶瓷封装上，通过在陶瓷封装的周边焊接导线和金属层(406+409)而闭合限定所述空间的开口，从而将PTC构件封装在陶瓷封装中。
接下来，获得的陶瓷封装被保持在40气压的空气大气层中，接着导线从陶瓷封装上剥离而PTC构件被取出。测量完取出的PTC构件的阻抗(R1)以后，转移(tripped)到6V/50A的应用条件下保持5分钟，接着停止应用，并在一个小时后测量PTC构件的阻抗(R2)。作为比较示例，类似地测量在相同条件下保持在陶瓷封装中但没有用导线封装的PTC构件的阻抗。结果显示在表1和表2中。
【表1】
表1：本发明的示例(单位：mΩ)
  R1(转移前的阻抗)   R2(转移后的阻抗)
  1   6.3   8.0
  2   7.8   9.8
  3   9.3   11.1
  4   7.2   9.6
  5   7.9   10.3
  6   8.3   10.9
  7   6.5   8.8
  8   10.3   12.4
  9   8.0   9.5
  10   6.8   8.8
  11   7.4   10.2
  12   7.7   9.9
  13   7.5   9.9
  14   6.8   9.0
  15   7.1   9.0
  16   8.0   9.9
  17   7.4   10.0
  18   6.9   8.5
  平均   7.6   9.8
  最小值   6.3   8.0
  最大值   10.3   12.4
  标准偏差   0.95   1.01
【表2】
表2：比较示例(单位：mΩ)
  R1(转移前的阻抗)   R2(转移后的阻抗)
  1   6.2   64.0
  2   5.7   57.1
  3   6.0   54.2
  4   7.3   56.0
  5   7.2   80.2
  6   6.7   97.0
  7   6.8   70.1
  8   7.5   59.0
  9   6.7   71.8
  10   7.8   69.6
  平均   6.8   67.9
  最小值   5.7   54.2
  最大值   7.8   97.0
  标准偏差   0.64   12.50
在本发明的这些示例中，在PTC构件的导线和金属电极之间没有实现电连接。在没有实现这种电连接时，对表1和表2的结果进行比较，通过使用导线将PTC构件封装在陶瓷封装以抑制PTC元件的金属填充物的氧化的效果是显著的。这个意义在于：“模拟如图4所示的本发明的PTC装置”。
特别地，在本发明的PTC装置中，可以抑制PTC构件转移后阻抗的增加。这有效地防止了导电填充物的氧化，这样，长期保持PTC构件(从而PTC装置)的可靠性，结果可以改善使用PTC装置的设备和类似物的可靠性和安全。
工业应用
由于本发明可以抑制组成PTC装置的PTC构件的PTC元件中所包含的金属填充物的氧化，其可以减轻随着时间的过去PTC构件的阻抗增加的问题。
注意，本申请要求日本专利申请No.2008-148888(申请日2008.6.6，发明名称“PTC装置”)的优先权，并且该申请整体引用至此作为参考。

Claims (11)

1.一种PTC装置，包括：
聚合体PTC构件，所述聚合体PTC构件包括聚合体PTC元件和设置在所述聚合体PTC元件主表面两侧的第一和第二金属电极；
导线，所述导线连接至聚合体PTC构件的至少一个金属电极；和
陶瓷封装，所述陶瓷封装具有用于容纳聚合体PTC构件的开放空间，所述开放空间具有限定所述开放空间的至少一个开口；
所述PTC装置的特征在于：所述导线闭合所述开口从而使设置在所述开放空间中的聚合体PTC构件与包围陶瓷封装的环境隔离。
2.根据权利要求1所述的PTC装置，其特征在于：
所述开放空间为贯通的空间，其具有位于陶瓷封装的彼此相对的第一主表面和第二主表面的第一开口和第二开口，其中，与聚合体PTC构件的一个金属电极连接的第一导线闭合第一开口，而与聚合体PTC构件的另一个金属电极连接的第二导线闭合第二开口。
3.根据权利要求1所述的PTC装置，其特征在于：
所述陶瓷封装具有底箱体形式，其具有在一个主表面上的开口并且还具有连接限定所述底箱体形式的底部的外侧和内侧的电导体；其中，
与聚合体PTC构件的第一金属电极连接的作为第一导线的导线闭合陶瓷封装的开口；以及
所述PTC构件的第二金属电极在陶瓷封装的底部与所述电导体连接，从而第二金属电极与连接至所述电导体的第二导线连接。
4.根据权利要求3所述的PTC装置，其特征在于：
陶瓷封装在底部具有贯通孔，而电导体经贯通孔连接底部的内侧和外侧，其中，设置在所述底部外侧的第二导线连接到所述电导体并同时闭合所述贯通孔。
5.根据权利要求1-4中任一所述的PTC装置，其特征在于：
陶瓷封装在其主表面上具有围绕所述开口的金属层，其中闭合所述开口的至少一个导线设置在陶瓷封装的主表面的金属层上，并且通过定位在所述导线和所述金属层之间的连接件连接到陶瓷封装。
6.根据权利要求5所述的PTC装置，其特征在于：
所述连接件由焊剂形成。
7.根据权利要求5所述的PTC装置，其特征在于：
所述连接件为定位在导线和金属层之间的导线和金属层的焊接部分。
8.根据权利要求1所述的PTC装置，其特征在于：
所述PTC构件的第一金属电极连接至所述导线或者第一导线。
9.根据权利要求5所述的PTC装置，其特征在于：
围绕所述陶瓷封装的开口的金属层具有在开放空间之内延伸的部分，其中，PTC构件的第一金属电极连接至所述部分从而连接至所述导线。
10.根据权利要求1所述的PTC装置，其特征在于：
PTC构件以氮保护气氛或真空方式封装在开放空间中。
11.一种包括权利要求1-10中任一所述的PTC装置的电子设备。
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