CN117461097A - 多层电气器件 - Google Patents

Abstract

在一些实施例中，多层电气器件可包括连接到相应端子的多个电极，其中至少两个选定的端子配置为允许相对于彼此移动，以包容由于温度变化而导致的相应电极的间距的变化，并且当多层电气器件焊接在贴装表面上时，允许焊料在其之间提供连接。在一些实施例中，多层电气器件进一步可以包括在每个相邻电极对之间实现的具有温度依赖的电性能的层。

Description

多层电气器件

相关申请的交叉引用

本申请要求2021年1月6日提交的题为“MULTI-LAYER ELECTRICAL DEVICE”的美国临时申请No.63/134,316的优先权，其公开内容在此通过引用明确并入本文。

技术领域

本申请涉及可表面贴装的多层电气器件。

背景技术

许多电子器件配置为贴装到电路板的表面。这种器件通常称为表面贴装器件(SMD)或表面贴装技术(SMT)器件。

一些SMD或SMT器件被实现为包括多层的多层电气器件，其中每层由具有电性能的材料形成。这样的多层中的每层都可以在相应的层之间实现，使得多层电气层提供期望的电气功能。

发明内容

在一些实施方式中，本申请涉及一种多层电气器件，其包括连接到相应端子的多个电极，其中至少两个选定的端子配置为允许相对于彼此移动，以包容(accommodate)由于温度变化而导致的相应电极的间距的变化，并且当所述多层电气器件焊接在贴装表面上时，允许焊料在其间提供连接。

在一些实施例中，所述多层电气器件进一步可以包括在每个相邻电极对之间实现的温度依赖层。所述温度依赖层可以包括具有温度依赖电性能的材料。温度依赖层可导致所述相应的相邻电极对的间距随温度变化而变化。具有所述温度依赖的电性能的材料可以配置为使得相应的相邻电极对的间距随温度的升高而增大。

在一些实施例中，所述多个电极可以包括连接到相应的第一端子、第二端子和第三端子的第一电极、第二电极和第三电极，使得第一温度依赖层在所述第一电极和所述第二电极之间，并且第二温度依赖层在所述第二电极和所述第三电极之间，当所述多层电气器件贴装在所述贴装表面上时，所述第一电极最接近所述贴装表面。所述至少两个选定的端子可以包括第一端子和第三端子。所述第一端子和所述第三端子可以实现在多层电气器件的第一侧上，并且所述第二端子可以实现在所述多层电气器件的第二侧上。所述多层电气器件的第一侧和第二侧可以在所述多层电气器件的相对侧上。

在一些实施例中，所述第一温度依赖层和所述第二温度依赖层中的每一个可以包括正温度系数(PTC)材料，使得相应的温度依赖电性能包括随着温度增加而增加的电阻。在一些实施例中，所述正温度系数材料可包括聚合物正温度系数(PPTC)材料。在一些实施例中，所述电气器件可以是可复位熔断器。

在一些实施例中，所述第一温度依赖层和所述第二温度依赖层可由相同材料形成。

在一些实施例中，所述第一温度依赖层和所述第二温度依赖层中的每一个的尺寸变化可以导致所述第一电极和所述第三电极之间的间距的变化。所述温度的变化可以包括温度的升高，并且所述第一电极和所述第三电极之间的间距的变化可以包括所述第一电极和所述第三电极之间的间距的增大。

在一些实施例中，所述第一端子和所述第三端子可配置为包括相应的间隙部分，使得所述第一端子的间隙部分相对于所述第三端子的间隙部分保持间隙尺寸。在所述相对移动期间，所述间隙尺寸可以在选定范围内。可以选择间隙尺寸的选定范围，以允许在焊接过程期间焊料从一个间隙部分流到另一个间隙部分，从而允许所述第一端子和所述第三端子变为电连接。

在一些实施例中，所述第一温度依赖层和所述第二温度依赖层中的每一个的尺寸变化可以包括在垂直于所述第一电极的平面的第一方向上的厚度尺寸变化。所述第一端子和所述第三端子中的每一个的所述间隙部分可包括沿大致平行于所述第一方向的方向延伸的边缘。所述第一端子和所述第二端子中的每一个的边缘可定义具有宽度的相应凸舌(tab)的一侧。所述第一端子的凸舌的宽度可以与所述第三端子的凸舌的宽度大致相同。所述第一端子的凸舌的宽度可以大于所述第三端子的凸舌的宽度。

在一些实施例中，所述第一端子可包括定义与所述第一电极的平面大致平行的平面的平坦部分，其中所述平坦部分具有内边缘、外边缘、厚度和贴装侧。所述第一端子的平坦部分的内边缘可以通过连接部分连接到所述第一电极的边缘。所述第二端子可包括定义与所述第二电极的平面大致平行的平面的平坦部分，其中所述平坦部分具有内边缘、外边缘、厚度和贴装侧。第二端子的平坦部分的外边缘可以通过连接部分连接到所述第二电极的边缘。

在一些实施例中，所述第一端子的平坦部分可定义沿所述外边缘的切口，并且所述第三端子可包括具有从其延伸的凸舌的端子边缘。所述凸舌的尺寸可确定为至少部分地在所述第一端子的平坦部分的切口内，使得所述切口提供用于所述第一端子的间隙部分，并且所述凸舌提供用于所述第三端子的间隙部分。

在一些实施例中，所述多层电气器件进一步可以包括在所述第三电极上方实现的第三温度依赖层，以及在所述第三温度依赖层上方的第四电极。所述第四电极可以电连接到所述多层电气器件的第二侧上的第四端子。所述第二端子和所述第四端子的尺寸可确定为允许相对于彼此移动，以包容由温度变化导致的所述第二温度依赖层和所述第三温度依赖层中的每一个的尺寸变化，并且允许焊料在所述多层电气器件焊接于贴装表面上时，在其间提供连接。

在一些实施方式中，本申请涉及一种用于制造多层电气器件的方法。所述方法包括实现连接到相应端子的多个电极。所述方法进一步包括确定至少两个选定端子的尺寸，以允许相对于彼此移动，从而包容由于温度变化而导致的所述相应电极的间距的变化，并且允许焊料在所述多层电气器件焊接于贴装表面上时，在其间提供连接。

在一些实施例中，所述方法可进一步包括在每个相邻电极对之间形成或提供温度依赖层。所述温度依赖层可以包括具有温度依赖电性能的材料。所述温度依赖层可以导致所述相应的相邻电极对的间距随着温度的变化而变化。

为了概括本申请的目的，本文已经描述了本发明的某些方面、优点和新颖特征。应当理解，根据本发明的任何特定实施例，不一定可以实现所有这些优点。因此，本发明可以以实现或优化本文所教导的一个优点或一组优点的方式来体现或实施，而不必实现本文所教导或建议的其他优点。

附图说明

图1示出了具有两层的多层电气器件。

图2示出了示例配置，其中与三个相应电极相关联的三个节点电连接到两个节点。

图3示出了具有三层的多层电气器件。

图4示出了示例配置，其中与四个相应电极相关联的四个节点电连接到两个节点。

图5A至图5E示出了实现为表面贴装技术(SMT)器件的示例性多层电气器件的各种视图。

图6A示出了当定位在贴装表面上时与图5b相同的多层电气器件的视图。

图6B示出了从图6A的多层电气器件的第一侧的端视图。

图6C示出了图6A的一部分的放大视图。

图6D示出了图6B的一部分的放大视图。

图7A示出了图6A的多层电气器件由于温度升高而经历热膨胀。

图7B示出了经历热膨胀的多层电气器件的端视图，类似于图6B。

图7C示出了当多层电气器件处于热膨胀状态时图7A的部分的放大视图。

图7D示出了当多层电气器件处于热膨胀状态时图7B的一部分的放大视图。

图8A示出了通过焊接工艺贴装至贴装表面的图7A的多层电气器件。

图8B示出了贴装至贴装表面的多层电气器件的端视图，类似于图7B。

图8C示出了当多层电气器件贴装至贴装表面时图8A的一部分的放大视图。

图8D示出了当多层电气器件贴装至贴装表面时图8B的一部分的放大视图。

图9A至图9C示出，在一些实施例中，具有本文所述的一个或多个特征的多层电气器件可配置为在贴装工艺期间，在多个端子中的每一个与贴装表面之间理想地提供良好的接合。

图10示出了多层电气器件，其具有三个温度依赖层和配置为使得电极电连接到两个节点的四个电极，类似于图4的示例。

图11示出了具有第一端子、第二端子和第三端子的多层电气器件的底侧视图，其中第一端子和第二端子配置为提供与贴装表面的接触，类似于图5-9的示例。

图12A示出了具有两个温度依赖层和三个对应电极的多层电气器件的立体图，类似于图1和图2的示例。

图12B示出了处于未膨胀状态的图12A的多层电气器件端视图。

图12C示出了处于膨胀状态的图12A的多层电气器件的相同端视图。

图13A和图13B示出了多层电气器件的非膨胀和膨胀状态，该多层电气器件类似于图12A至图12C的多层电气器件，但是配置为当其第三端子从贴装表面分离时降低翻倒(tip-over)的可能性。

具体实施方式

本文提供的标题(如果有的话)只是为了方便起见，并不一定影响要求保护的发明的范围或含义。

本文描述的是与多层电气器件相关的示例，该多层电气器件配置除其他外，提供改进的贴装过程。为了描述的目的，应当理解，多层电气器件可以包括多层，其中每层由具有电性能的材料形成。这样的多层中的每层都可以由相同材料形成，每层可以由不同材料或者其任意组合形成。每层可以具有第一表面和第二表面(例如，相对的表面)，并且可以在每个这样的表面上提供电极。

例如，图1示出了具有两层91、92的多层电气器件70。第一层91示为具有第一表面和第二表面(例如，当如图所示定向时的下表面和上表面)，并且电极示为设置在这样的第一表面和第二表面中的每一个上。更具体地，电极81示为在第一层91的第一侧上实现，并且电极82示为在第一层91的第二侧上实现。类似地，电极82示为在第二层92的第一侧上实现，并且电极83示为在第二层92的第二侧上实现。

在前述示例中，第一层91和第二层92之间的电极82配置为公共电极。然而，应当理解，第一层91和第二层92之间的区域可以设置有可以电连接或可以不电连接的单独的电极。

在图1的示例中，三个电极81、82、83示为电连接到相应的节点(节点1、节点2、节点3)。在一些实施例中，当多层电气器件70贴装到电路板时，这样的三个节点可以是电分离节点，或者是电连接到两个节点。

图2示出了示例配置71，其中与相应电极81、82、83相关联的三个节点电连接到两个节点。更具体地，与第一电极和第三电极81、83相关联的第一节点和第三节点(节点1和节点3)示为电连接，并且与第二电极82相关联的第二节点(节点2)示为由自持的。

在另一个示例中，图3示出了具有三层91、92、93的多层电气器件72。第一层91示为具有第一表面和第二表面(例如，当如图所示定向时的下表面和上表面)，并且电极示为设置在这样的第一表面和第二表面中的每一个上。更具体地，电极81示为在第一层91的第一侧上实现，并且电极82示为在第一层91的第二侧上实现。电极82示为在第二层92的第一侧上实现，并且电极83示为在第二层92的第二侧上实现。电极83示为在第三层93的第一侧上实现，并且电极84示为在第三层93的第二侧上实现。

在前述示例中，第一层91和第二层92之间的电极82配置为公共电极，第二层92和第三层93之间的电极83配置为公共电极。然而，应当理解，第一层91和第二层92之间的区域可以设置有可以电连接或可以不电连接的单独的电极，和/或第二层92和第三层93之间的区域可以设置有可以电连接或可以不电连接的单独的电极。

在图3的示例中，四个电极81、82、83、84示为电连接到相应的节点(节点1、节点2、节点3、节点4)。在一些实施例中，当多层电气器件72贴装到电路板时，这四个节点可以是电分离的节点，或者电连接到两个或更多个节点。

图4示出示例配置73，其中与相应电极81、82、83、84相关联的四个节点电连接到两个节点。更具体地，与第一电极81和第三电极83相关联的第一节点和第三节点(节点1和节点3)示为电连接，并且与第二电极82和第四电极84相关联的第二节点和第四节点(节点2和节点4)示为电连接。

应当注意，当诸如图1至图4的示例中的任一个的多层电气器件经受温度变化时，各个部件中的一些或全部可能经历热膨胀或收缩。例如，温度升高可能导致多层电气器件的一部分发生热膨胀。应当理解，虽然在这种正热膨胀(其中温度增加导致尺寸增大)的情形中描述了各种示例，但是本申请的一个或多个特征也可以用于涉及负热膨胀(其中温度升高导致尺寸减小)的情况。

还应注意的是，在许多应用中，多层电气器件(诸如图1至图4的示例中的任一个)中的相应电极之间的每一层由材料(例如，非金属材料)形成以提供所需的电性能。例如，这样的层可以由聚合物或基于聚合物的材料(诸如聚合物正温度系数(PPTC)材料)形成。这种PPTC材料包括温度依赖的电性能，其中该材料在正常工作温度下具有低电阻率(因此高电导率)，并且随着温度的升高电阻率增加(因此低电导率)。例如，具有PPTC材料层的多层电气器件可以配置为在第一节点(例如，图2中电连接在一起的节点1和节点3)和第二节点(图2中的节点2)之间提供可复位熔断器功能。

应当理解，具有本文所述的一个或多个特征的多层电气器件可配置为包括除前述PPTC或其他基于聚合物的材料之外的材料。例如，具有金属氧化物层的多层电气器件可以被实现为金属氧化物变阻器。在另一示例中，具有介电层的多层电气器件可以被实现为电容器。

还应当理解，上述导致多层电气器件热膨胀的温度升高可以是或可以不是导致诸如PPTC材料的相关材料层的电性能变化的表现的相同温度升高。例如，多层电气器件的热膨胀可由于在将多层电气器件焊接到电路板上的工艺期间施加的热量而发生；而多层电气器件的PPCT材料的电阻率的增大可能是由于与通过多层电气器件的电流的增大相关联的温度的升高而导致的。

在一些实施例中，多层电气器件可配置为包容在将多层电气器件贴装到电路板上时的工艺期间发生的热膨胀。本文更详细地描述了提供这种配置的多层电气器件的各种示例。

在一些实施例中，多层电气器件可以实现为配置为贴装到电路板(诸如印刷电路板(PCB))的表面上的表面贴装技术(SMT)器件。在许多应用中，这种SMT器件也称为表面贴装器件(SMD)。应当理解，本申请的一个或多个特征也可以在非SMT电气器件中实现。

在一些实施例中，多层电气器件可包括连接至相应端子的多个电极。可以在每个相邻电极对之间实现温度依赖层。至少两个选定的端子可以配置为允许相对于彼此移动，以包容由于温度变化而导致的相应电极的间距的变化，并且当多层电气器件焊接在贴装表面时，允许焊料在其间提供连接。本文更详细地描述了与这种多层电气器件有关的示例。

图5A至图5E示出了被实现为SMT器件的示例多层电气器件100的各种视图。图5A示出了当器件100在贴装表面上时多层电气器件100的俯视平面图。图5B示出了图5A的多层电气器件100的侧视图100；图5C示出了图5A的多层电气器件100的端视图；图5D示出了图5A的多层电气器件100的另一端视图；图5E示出了图5A的多层电气器件100的底侧视图。

参考图5A至5E，多层电气器件100示为包括连接到相应的第一端子、第二端子和第三端子111、112、113的第一电极、第二电极和第三电极101、103、105。更具体地，第一电极101通过连接件116连接至第一端子111；第二电极103通过连接件117连接至第二端子112；第三电极105通过连接件118连接至第三端子113。

在图5A至图5E的示例中，第一电极101和第三电极105一旦焊接到贴装表面上就电连接以形成第一节点，并且第二电极103自身电连接到第二节点。第一电极101和第三电极105之间的这种电连接可以通过如本文所述的第一端子111和第三端子113来实现。

在一对相邻电极之间实现的是温度依赖层。更具体地，第一温度依赖层102示为在第一电极101和第二电极103之间实现；并且第二温度依赖层104示为在第二电极103和第三电极105之间实现。因此，电极101、103、105和温度依赖层102、104的交替布置形成多层配置。

在一些实施例中，第一温度依赖层102和第二温度依赖层104中的每一个可由聚合物或基于聚合物的材料(例如聚合物正温度系数(PPTC)材料)形成。这种PPTC材料可以包括温度依赖的电性能，其中该材料在正常工作温度下具有低电阻率(因此电导率高)，并且随着温度的升高电阻率增大(因此电导率降低)。

图6A示出了当定位在贴装表面124上时与图5B相同的多层电气器件100的视图。图6C示出了图6A中总体上指示为120的部分的放大视图。图6B示出了具有第一端子111和第三端子113的装置(总体上指示为122)的多层电气器件100的第一侧的端视图。图6D示出了图6B的装置122的放大视图。

在图5和图6所示的示例中，第三端子113示为包括从将第三电极105连接到第三端子113的连接件118的下边缘向下延伸的凸舌108。第三端子113的这种凸舌示为定位在形成于第一端子111的外边缘上的切口107内。

以上述方式配置，并且如图6C和图6D的放大图所示，可以提供表1中列出的各种尺寸。

表1

参考图6A至图6D，可以看出，第三端子113能够相对于第一端子111移动，同时将表1中列出的间隙中的至少一些保持在一些可接受的范围内。

例如，图7A示出了图6A的多层电气器件100由于温度升高(126)(例如，由于焊接工艺的加热)而经历热膨胀。图7B示出了经历热膨胀的多层电气器件100的端视图，类似于图6B。图7C示出了当多层电气器件100处于热膨胀状态时图7A中总体指示为120的部分的放大视图。图7D示出了当多层电气器件100处于热膨胀状态时图7B中总体指示为122的装置的放大视图。

在图7C和7D中，热膨胀状态由包括温度依赖层102、104的膨胀导致它们相应的厚度增大的膨胀导致。因此，第一电极101和第二电极103之间的间距d4增加Δd4，并且第二电极103和第三电极105之间的间距d2增加Δd2。由于连接到第二电极103的第二端子(图6A中的112)本身用于第二节点，因此无需关注第二端子112的相对运动。然而，第一温度依赖层102和第二温度依赖层104的膨胀共同导致第一电极和第三电极101、105分离；因此，相应的第一端子111和第三端子113可如本文所述配置，以包容相同节点(第一节点)电极的间隔的这种增大。

表2列出了图7D的热膨胀状态下表1的各种尺寸。

表2

在图7C和7D以及表2的示例膨胀状态中，假设与温度依赖层102、104相关联的膨胀相比，与电极101、103、105和相应端子111、112、113相关联的膨胀可忽略或足够小。例如，用作电极的金属或合金通常具有低于20的线性温度膨胀系数(α，以10^-6m/(m℃)为单位)值，而诸如PPTC材料的聚合物材料具有更高的线性温度膨胀系数值(例如，高于50或100)。值得注意的是，即使与电极和端子相关联的膨胀是不可忽略的，本申请的一个或多个特征仍然可以实现。

参考图7C和7D的热膨胀状态以及表2中的对应尺寸，可以应用焊接工艺来将多层电气器件100贴装至贴装表面124。当焊料在这样的工艺期间被允许流动时，处于热膨胀状态的至少一些间隙可以保持足够小以用焊料填充，从而将第一端子111和第三端子113固定在一起，从而将第一电极和第三电极101、105电连接起来。

例如，图8A示出了通过焊接工艺贴装至贴装表面的图7A的多层电气器件100。图8B示出了贴装至贴装表面的多层电气器件100的端视图，类似于图7B。图8C示出了当多层电气器件100贴装至贴装表面时图8A中大体上指示为120的部分的放大视图。图8D示出了当多层电气器件100贴装至贴装表面时图8B中总体上指示为122的布置的放大视图。

更具体地，并且参考图8C和图8D的放大图，焊料130示为已经以足够的高度(例如，至少d13+Δd13)回流到第一端子111的切口107中，以便将第三端子113的凸舌108固定到第一端子111和贴装表面124。焊料130还可流得更高，以填充第三端子113的凸舌108与第一端子111的切口107的相应部分之间的一些或全部间隙。例如，图7C和7D中指示为d12和d14的间隙可以用焊料130填充。

在上面参考图7和图8描述的示例中，应当注意，第一端子111和第二端子112通过相应的回流焊料结构固定到贴装表面124。第三端子113通过相应的回流焊料结构固定至第一端子111。因此，第三端子113也固定到贴装表面124，从而将多层电气器件100固定到贴装表面124。

还应当注意的是，当多层电气器件100贴装至贴装表面124时，如图8A至图8D的示例中，温度依赖层102、104(诸如PPTC层)处于膨胀状态，并且电极101、103、105及其相应的端子111、112、113处于相对位置以包容温度依赖层102、104的膨胀状态。当多层电气器件100在贴装工艺之后冷却时，PPTC层102、104将具有随着温度降低而收缩的趋势。如果每个PPTC层接合到两侧的电极(例如，通过由焊膏在PPTC层的每一侧的接合部表面处形成的焊点，则随后优选地在高于导致PPTC层的膨胀状态温度的温度下进行回流工艺)，收缩的PPTC层102、104将导致机械应力被引入到与电极101、103、105相关联的一些或全部电极/端子组件。

然而，在一些实施例中，与温度依赖层在贴装工艺中无法自由膨胀的情况相比，在温度依赖层(诸如PPTC层)处于膨胀状态时将多层电气器件固定到贴装表面是优选的(即使具有前述由冷却产生的机械应力)。例如，在温度依赖层是PPTC层的情况下，值得注意的是，正温度系数(PTC)效应至少部分由于聚合物基体的体积膨胀破坏了通过给定PPTC层的导电路径而产生。因此，当PPTC体积受到限制时，PTC效应的水平将会较低。此外，这种具有低PTC效应的受限PPTC体积将可能具有较高的泄漏电流，并因此导致相应的多层电气器件的过早损坏或毁坏。

在上面参考图6至图8描述的示例中，由于电极101、103、105及其相应端子111、112、113的配置，允许温度依赖层102、104(诸如PPTC层)在贴装过程期间膨胀。此外，端子111、112、113可如本文所述配置以允许多层电气器件100在温度依赖层102、104处于膨胀状态时贴装并固定到贴装表面。

图9A至图9C示出，在一些实施例中，具有本文所述的一个或多个特征的多层电气器件可配置为在贴装过程期间在多个端子中的每一个与贴装表面之间理想地提供良好的接合。例如，图9A示出了处于未热膨胀状态并且定位在贴装表面124上的多层电气器件100的侧视图，类似于图6A的示例。在这样的示例配置中，电极101、103、105，相应的端子111、112、113和相应的连接件(图6A中的116、117、118)的尺寸可被定尺寸为使得第一端子和第二端子111、112的表面与贴装表面124共面(或近似共面)。

对于这种配置，图9B示出了处于热膨胀状态的多层电气器件100，其中温度依赖层102、104由于贴装过程所施加的热量而膨胀。因此，第一电极101和第二电极103之间的间距由于第一温度依赖层102的膨胀而增大，并且第二电极103和第三电极105之间的间距由于第二温度依赖层104的膨胀而增大。

如本文所述，电极101、103、105的前述间距的净效应导致第一端子111和第三端子113之间的相对移动；并且这样的端子可以配置为包容这样的移动并允许将两个端子固定到贴装表面124。在图9B中，第一电极101和第二电极103之间的间距增大的效应被描绘为在第二端子112和贴装表面124之间提供的间隙140。

图9C示出了多层电气器件100由于图9B的间隙140而向第二端子(112)侧倾斜。因此，多层电气器件100在倾斜取向上仍然保持两个接触位置141、142。更具体地，第一接触位置141示为沿第一端子111的一个边缘，并且第二接触位置142示为沿第二端子112的一个边缘。

应注意，即使第一端子111和第二端子112的表面不再与贴装表面124共面(如图9A中)，第一接触位置141和第二接触位置142仍保持与贴装表面共面。表面124。因此，在回流过程期间，可以通过相应的接触位置141、142为第一端子111和第二端子112形成有效的焊接结构。

在图9A至图9C的示例中，多层电气器件100配置为当处于未膨胀状态时提供接合端子(例如，111、112)的表面与贴装表面的平面的共面性。应当理解，具有本文所述的一个或多个特征的多层电气器件也可以以其他方式配置。例如，多层电气器件可以配置为当处于非膨胀状态时预倾斜，并且当处于膨胀状态时提供端子表面与贴装表面的共面布置。

在参考图5至图9描述的示例中，多层电气器件示为包括两个温度依赖层和三个电极。应当理解，在一些实施例中，可以实现其他数量的温度依赖层和电极。

例如，图10示出了具有三个温度依赖层102、104、106和四个电极101、103、105、107的多层电气器件100。在一些实施例中，这样的多层电气器件可以配置为使得电极101、103、105、107电连接到两个节点，类似于图4的示例。

因此，在图10的示例中，与相应的第一电极101和第三电极105相关联的第一端子111和第三端子113可以如本文参考图5至图9所述来配置。在一些实施例中，与第二电极103和第四电极107相关联的第二端子112和第四端子114，也可以以类似的方式配置，以允许由于温度依赖层102、104、106的膨胀而导致的第二端子112和第四端子114之间的相对移动。

在参考图5至图9描述的示例中，多层电气器件示为包括一对端子，该对端子配置为包容多个温度依赖层的热膨胀，同时允许这些端子被固定到贴装表面。在这样的示例中，与贴装表面接触的端子111包括切口107，其尺寸可确定为容纳另一端子113的凸舌108、并且允许凸舌108在温度依赖层热膨胀时相对于切口107移动。这种示例性切口被描绘为沿着端子111的外边缘，使得切口107具有开放侧。应理解，提供与前述示例切口107和凸舌108类似的功能的切口和凸舌可以以不同的方式配置。

例如，图11示出了具有第一端子111、第二端子112和第三端子113的多层电气器件100的底侧视图，其中第一端子111和第二端子112配置为提供与贴装表面的接触，类似于图5至图9的示例。然而，在图11的示例中，第一端子111的切口107'示为被实现为使得切口107'的所有侧面横向地位于第一端子的区域内。因此，切口107'不具有如图5-9的示例的切口107中那样的开放侧。

在图11的示例中，封闭的切口107'可被定尺寸为允许第三端子113的凸舌的相对移动，类似于图5至图9的示例。然后，当多层电气器件100经历焊接工艺时，回流焊料可以将第三端子113固定至第一端子111，如本文所述。

在本文参考图5至图11描述的各种示例中，每个多层电气器件100包括具有平坦贴装表面的两个端子。更具体地，每个多层电气器件100包括具有大致平坦的贴装表面的第一端子111和具有大致平坦的贴装表面的第二端子112，其中至少第一端子111配置为允许另一端子(例如，第三端子113)相对于其移动。

在一些实施例中，多层电气器件可以配置为没有上述端子的平坦贴装表面，但允许一个端子相对于另一端子移动，从而允许两个端子在焊接过程期间通过回流焊料彼此固定。图12和13示出了这种多层电气器件的示例。

图12A示出了具有两个温度依赖层102、104和三个相应电极101、103、105的多层电气器件100的立体图，类似于图1和图2的示例。图12B示出了处于未膨胀状态的多层电气器件100的端视图，并且图12C示出了处于膨胀状态的多层电气器件100的相同端视图。

参考图12A至图12C，第一电极101示为通过连接件116连接到第一端子111；第二电极103通过连接件117连接到第二端子112；第三电极105通过连接件118连接到第三端子113。当多层电气器件100定位在贴装表面124上时，三个端子111、112、113中的每一个示为包括具有边缘的足部，该边缘接合于贴装表面124或者靠近贴装表面124。

在图12A至图12C的示例中，第一端子111和第三端子113的连接件116、118分别可配置为提供间隙150，该间隙150允许多层电气器件100在热膨胀期间在两个端子之间的相对运动。以这种方式配置，当多层电气器件100处于图12B的非膨胀状态时，三个端子111、112、113中的每一个的至少一些足部示为与贴装表面124接合。在图12C的膨胀状态中，第一端子111和第二端子112中的每一个的足部示为与贴装表面124接合，而由于温度依赖层102、104的膨胀，第三端子113的足部示为从贴装表面抬起(以提供间隙152)。

在一些实施例中，第一端子111和第三端子113的连接件116、118之间的间隙150的尺寸可确定为在允许焊料从一个端子(例如，第一端子111)流到另一端子(例如，第三端子113)，从而允许两个端子电连接并固定到贴装表面124，即使一个端子(例如，第三端子113)没有与贴装表面124直接接触。

在图12C的膨胀状态的示例取向中，多层电气器件100的第三端子113示为与贴装表面分离以产生间隙152。因此，在焊料回流之前，多层电气器件100可以或可以不朝第三电极113的一侧翻倒(例如，当如图12C中所示时，右侧向下翻倒)。如果多层电气器件100没有翻倒，则可以通过第一端子111和第二端子112提供两个接触位置，并且可以如本文所述固定第三端子113。如果多层电气器件100翻倒，则第一端子111、第二端子112和第三端子113可以提供三个接触位置，并且如本文所述，第三端子113可以进一步固定至第一端子111。

在一些实施例中，可能优选的是使多层电气器件在处于膨胀状态时且在回流过程之前不翻倒。例如，图13A和图13B示出了多层电气器件100的未膨胀状态和膨胀状态，该多层电气器件100与图12A至图12C的多层电气器件100类似，但是配置为减少当其第三端子113与贴装表面124分离(如图13B所示)时翻倒的可能性。在一些实施例中，第一端子111的足部尺寸可确定为比第三端子113的足部宽，使得即使较窄的第三端子113与贴装表面124分离，较宽的第一端子111提供相对稳定的取向。

除非上下文另有明确要求，否则在整个说明书和权利要求书中，词语“包括”、“包括了”等应理解为包含性含义，而不是排他性或穷举性含义；也就是说，在“包括但不限于”的意义上。如本文中通常使用的，词语“耦接”是指两个或更多个元件，其可直接连接，或通过一个或多个中间元件连接。另外，当在本申请中使用时，词语“本文中”、“以上”、“以下”和类似含义的词语应整体上指本申请，而不是指本申请的任何特定部分。在上下文允许的情况下，在以上详细描述中使用单数或复数的词也可分别包括复数或单数。词语“或”指的是两个或多个项目的列表，该单词涵盖该单词的以下所有解释：列表中的任何项目、列表中的所有项目以及列表中的项目的任何组合。

本发明的实施例的以上详细描述不旨在穷举，或是将本发明限制为以上公开的精确形式。尽管以上出于说明性目的描述了本发明的具体实施例和用于本发明的示例，但是如相关领域的技术人员将认识到的，在本发明的范围内的各种等效修改是可能的。例如，尽管按照给定顺序呈现了处理或块，但是替换的实施例可以执行具有不同顺序的步骤的处理，或采用具有不同顺序的块的系统，并且一些处理或块可以被删除、移动、添加、细分、组合和/或修改。这些处理或块中的每一个可以按照各种不同的方式来实现。而且，虽然有时将处理或块示出为串行地执行，但是相反地，这些处理或块也可以并行地执行，或者可以在不同的时间执行。

本文提供的本发明的教导可以应用于其他系统，而不一定是上述系统。可以将上述各个实施例的元素和动作组合以提供进一步的实施例。

尽管已经描述了本发明的某些实施例，但是这些实施例仅借助于示例来呈现，并且不意欲限制本申请的范围。其实，本文描述的新颖的方法和系统可以以多种其他形式来实施；此外，可以对本文所述的方法和系统的形式进行各种省略、替换和改变，而没有脱离本申请的精神。所附权利要求及其等效物旨在涵盖将落入本申请的范围和精神内的这种形式或修改。

Claims (30)

1.一种多层电气器件，包括：连接到相应端子的多个电极，至少两个选定的端子配置为允许相对于彼此移动，以包容由于温度变化而导致的相应电极的间距的变化，并且当所述多层电气器件焊接在贴装表面上时，允许焊料在其之间提供连接。

2.如权利要求1所述的多层电气器件，进一步包括：在每个相邻电极对之间实现的温度依赖层。

3.如权利要求2所述的多层电气器件，其中，所述温度依赖层包括具有温度依赖电性能的材料，并且其中，所述温度依赖层导致所述相应的相邻电极对的间距随温度变化而变化。

4.如权利要求3所述的多层电气器件，其中，具有所述温度依赖的电性能的材料配置为使得所述相应的相邻电极对的间距随温度的升高而升高。

5.如权利要求2所述的多层电气器件，其中，所述多个电极包括连接到相应的第一端子、第二端子和第三端子的第一电极、第二电极和第三电极，使得第一温度依赖层在所述第一电极和第二电极之间，并且第二温度依赖层在所述第一电极和所述第二电极之间，当所述多层电气器件贴装在所述贴装表面上时，所述第一电极最接近所述贴装表面。

6.如权利要求5所述的多层电气器件，其中，所述至少两个选定端子包括所述第一端子和所述第三端子。

7.如权利要求6所述的多层电气器件，其中，所述第一端子和所述第三端子实现在所述多层电气器件的第一侧上，并且所述第二端子实现在所述多层电气器件的第二侧上。

8.如权利要求7所述的多层电气器件，其中，所述多层电气器件的第一侧和第二侧在所述多层电气器件的相对侧上。

9.如权利要求6所述的多层电气器件，其中，所述第一温度依赖层和所述第二温度依赖层中的每一个包括正温度系数(PTC)材料，使得相应的温度依赖电性能包括随着温度增加而增大的电阻。

10.如权利要求9所述的多层电气器件，其中，所述正温度系数材料包括聚合物正温度系数(PPTC)材料。

11.如权利要求10所述的多层电气器件，其中，所述电气器件是可复位熔断器。

12.如权利要求6所述的多层电气器件，其中，所述第一温度依赖层和所述第二温度依赖层由相同材料形成。

13.如权利要求6所述的多层电气器件，其中，所述第一温度依赖层和第二温度依赖层中的每一个的尺寸变化导致所述第一电极和所述第三电极之间的间距的变化。

14.如权利要求13所述的多层电气器件，其中，所述温度的变化包括温度的升高，并且所述第一电极与第三电极之间的间距的变化包括所述第一电极与第三电极之间的间距的增大。

15.如权利要求6所述的多层电气器件，其中，所述第一端子和第三端子配置为包括相应的间隙部分，使得所述第一端子的间隙部分相对于所述第三端子的间隙部分保持间隙尺寸，在所述相对运动期间，所述间隙尺寸在选定范围内。

16.如权利要求15所述的多层电气器件，其中，所述间隙尺寸的选定范围被选择，以允许在焊接过程期间焊料从一个间隙部分流到另一个间隙部分，从而允许所述第一端子和第三端子变为电连接。

17.如权利要求15所述的多层电气器件，其中，所述第一温度依赖层和所述第二温度依赖层中的每一个的尺寸变化包括在垂直于所述第一电极的平面的第一方向上的厚度尺寸变化。

18.如权利要求17所述的多层电气器件，其中，所述第一端子和所述第三端子中的每一个的所述间隙部分包括沿大致平行于所述第一方向的方向延伸的边缘。

19.如权利要求18所述的多层电气器件，其中，所述第一端子和所述第二端子中的每一个的边缘定义具有宽度的相应凸舌的一侧。

20.如权利要求19所述的多层电气器件，其中，所述第一端子的凸舌的宽度与所述第三端子的凸舌的宽度大致相同。

21.如权利要求19所述的多层电气器件，其中，所述第一端子的凸舌的宽度大于所述第三端子的凸舌的宽度。

22.如权利要求17所述的多层电气器件，其中，所述第一端子包括定义与所述第一电极的平面大致平行的平面的平坦部分，所述平坦部分具有内边缘、外边缘、厚度和贴装侧。

23.如权利要求22所述的多层电气器件，其中，所述第一端子的平坦部分的内边缘通过连接部分连接至所述第一电极的边缘。

24.如权利要求23所述的多层电气器件，其中，所述第二端子包括定义与所述第二电极的平面大致平行的平面的平坦部分，所述平坦部分具有内边缘、外边缘、厚度和贴装侧。

25.如权利要求24所述的多层电气器件，其中，所述第二端子的平坦部分的外边缘通过连接部分连接到所述第二电极的边缘。

26.如权利要求23所述的多层电气器件，其中，所述第一端子的平坦部分定义沿着所述外边缘的切口，并且所述第三端子包括具有从其延伸的凸舌的端子边缘，所述凸舌的尺寸确定为至少部分地在所述第一端子的平坦部分的切口内，使得所述切口提供用于所述第一端子的间隙部分，并且所述凸舌提供用于所述第三端子的间隙部分。

27.如权利要求1所述的多层电气器件，进一步包括：

在所述第三电极上方实现的第三温度依赖层；以及

在所述第三温度依赖层上方的第四电极，所述第四电极电连接到所述多层电气器件的第二侧上的第四端子，所述第二端子和所述第四端子的尺寸确定为允许相对于彼此移动，以包容由温度变化导致的所述第二温度依赖层和所述第三温度依赖层中的每一个的尺寸变化，并且允许焊料在所述多层电气器件焊接于所贴装表面上时，在其间提供连接。

28.一种用于制造多层电气器件的方法，所述方法包括：

实现连接到相应端子的多个电极；以及

确定至少两个选定端子的尺寸，以允许相对于彼此移动，以包容由于温度变化而导致的所述相应电极的间距的变化，并且允许焊料在所述多层电气器件焊接于贴装表面上时，在其间提供连接。

29.如权利要求28所述的方法，进一步包括：在每个相邻电极对之间形成或提供温度依赖层。

30.如权利要求29所述的方法，其中，所述温度依赖层包括具有温度依赖电性能的材料，并且其中，所述温度依赖层导致所述相应的相邻电极对的间距随着温度的变化而变化。