CN1784753A - 电路保护装置 - Google Patents

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Abstract

一种电路保护装置(31),其适宜于表面安装在基底(19)上。该装置包括一个层状的PTC电阻件(3),它包括一种导电的聚合物合成物,并且它位于第一与第二电极(5,7)之间。把包含一种导电材料的第一电端子(33)装接到第一电极上,该端子有借助于第一连接部分(47)连接到第一柔性部分(33)上的第一安装部分(35)。第一柔性部分的至少一部分没有安装到第一电极上。第一安装部分与第一柔性部分与第一连接部分中的至少一个共平面。第一安装部分可以包括一个狭缝(49)和一个实体的铰接部分(51)。当借助于由第一端子伸展的一个安装部件(41)把装置装接在基底上时,尽管把安装部分刚硬地装接到基底上,第一柔性部分仍然使得导电的聚合物可以收缩和膨胀。

Description

电路保护装置
技术领域
本发明涉及适宜于表面安装到基底上的电路保护装置,并且涉及这种装置的组件。
背景技术
电路保护装置已经为众所周知,它们呈现出电阻的正的温度系数(PTC)性质。由于这样的PTC性质,在一个特定的温度即切换温度Ts下,电阻反常地升高,由低电阻低温状态变到高电阻高温状态。在正常的运行条件下,在电路中与负载串联地连接的电路保护装置有相当低的电阻和很低的温度。然而,如果出现故障,例如由于在电路中出现过大的电流,或者在装置中引起过量的热量产生的条件下,装置“跳闸”,即,转换到它的高电阻高温状态。结果,电路中的电流会剧烈地降低,且保护其它部件。当除去故障条件和能源时,装置重置,即,装置返回到它的低电阻低温状态。故障条件可能是短路,将另外的能源引入电路中,电源波动,或者外部的热源使装置过热,以及其它原因的结果。
优选的电路保护装置包括一种导电的聚合物合成物(composition),即,包括一种聚合物组分、并且在该组分中散布着一种颗粒的导电填充物的合成物。聚合物组分最好包括一种晶体聚合物。在出现断路的情况下,由于在聚合物中的晶体熔化,该装置将膨胀。已经知道为了获得最佳的性能,应该对聚合物的膨胀没有明显的限制,否则,将会降低PTC的反常性能。因此,必须非常小心地把电极比如金属薄膜安装到一个PTC件上。如果例如把装置安装到基底上或者使装置穿过该基底会形成当聚合物膨胀或收缩时的束缚作用力,就可能会出现附加的限制。为了避免出现明显的限制,在传统的径向连接的装置中将引线的线头装到夹着一个PTC件的金属薄膜电极上,这样的装置常常包含作为引线一部分的“扭结”或其它非刚硬的段。这意味着:虽然可能刚硬地限制引线与基底接触的端部,但是,非刚硬的段使得仍然可以出现膨胀和收缩。见例如美国专利No.4685025(Carlomagno),将该专利的内容结合在这里作为参考。
将表面安装装置直接装接到基底的表面上,这些装置也可能受到束缚作用力。例如,如果将该装置的位置设置成与印刷线路板或基底的表面平行,并且在它的构形中将顶部和/或底部引线(其形式常常为金属“条带”)锡焊到或者焊接到基底上,应该把引线设置成使得它们不限制膨胀。这可以通过使得顶部引线足够长或者有足够的柔性实现,从而可以将任何束缚作用力减到最小。
发明内容
在某些应用中将一个装置暴露给相当高的电压例如60伏或者更高的电压,并且希望在基底上有相对较小的占用面积,对于这些应用来说,最好将该装置表面安装在与基底垂直的位置。将这些装置的结构做成有一个被夹在两个金属薄膜电极之间的PTC电阻件,使得电极与一个引线框架或端子接触,借助于一个包括可锡焊的垫片或其它件的安装部件把该框架或端子自身装接到基底上,该垫片或其它件的形式常常为由一个突片或端子的“腿”伸展的“脚”。如果刚硬地安装引线框架或端子,束缚作用力将会传递到PTC件上,并且可能会限制聚合物的膨胀和/或收缩。常常将这种类型的装置用于通信应用。
现在我们已经发现,当安装到金属薄膜电极中的一个或两个电极上的引线框架或端子包括一个柔性部段时,对于表面安装的装置可以获得在高电压条件下改进了的性能。这个柔性部分与电阻件的至少一部分重叠,这个部分有效地延长了“腿”的长度,从而可以对装置的膨胀和收缩做出响应自由地发生弯曲或移动。
因此,在第一方面,本发明提供了一种适宜于表面安装在基底上的电路保护装置,它包括:
(1)一个层状的PTC电阻件,它
(a)包括一种导电的聚合物合成物;
(b)有一第一主表面和一第二主表面,第一主表面有第一表面积,而第二主表面有第二表面;
(c)有一个周边;
(2)装接到PTC件的第一表面上的第一电极;
(3)装接到PTC件的第二表面上的第二电极;以及
(4)包括一种导电材料的第一电端子,它有第一周边和第一表面积,并且包括
(a)第一安装部分,(i)它有一个安装表面,该表面有第一表面积;以及(ii)它的至少一部分装接到第一电极上,
(b)第一柔性部分,(i)它连接到第一安装部分上;(ii)它的至少一部分没有安装到第一电极上;(iii)它的至少一部分位于电阻件的周边以内;以及(iv)它有第一表面积;以及
(c)第一连接部分,它把第一安装部分与第一柔性部分连接起来;
第一安装部分基本上与第一柔性部分与第一连接部分中的至少一个共平面。
一般将本发明的装置安装到一个基底上,以形成一个组件。因此在第二方面,本发明提供了一种组件,它包括:
(A)一个电路保护装置,它包括:
(1)一个层状的PTC电阻件,它
(a)包括一种导电的聚合物合成物;
(b)有一第一主表面和一第二主表面,第一主表面有第一表面积,而第二主表面有第二表面;
(c)有一个周边;
(2)装接到PTC件的第一表面上的第一电极;
(3)装接到PTC件的第二表面上的第二电极;
(4)包括一种导电材料的第一电端子,它有第一周边,并且包括
(a)第一安装部分,(i)它有一个安装表面,该表面有第一表面积;以及(ii)它的至少一部分装接到第一电极上,
(b)第一柔性部分,(i)它连接到第一安装部分上;(ii)它的至少一部分没有安装到第一电极上;(iii)它的至少一部分位于电阻件的周边以内且它的一部分越过电阻件的周边延伸;以及(iv)在越过电阻件的周边延伸的部分中它包括一第一安装部件;以及
(c)第一连接部分,它把第一安装部分与第一柔性部分连接起来,
第一安装部分基本上与第一柔性部分与第一连接部分中的至少一个共平面;以及
(5)第二电端子,它包括有第二周边的导电材料,并且包括
(a)第二安装部分,此部分有一个安装表面,它有第二表面积,并且此安装部分的至少一部分装接到第二电极上;以及
(b)越过电阻件的周边延伸的部分,它在越过周边延伸的部分中包括第二安装部件;以及
(B)一个印刷电路板,借助于第一安装部件和第二安装部件把该装置装接到该电路板上。
附图说明
下面借助于描述本发明,在这些图中:
图1示出了传统的线路保护装置的透视图;
图2a-2c以部件分解透视图示出了图1所示的装置;
图3和4a-4c示出了本发明的线路保护装置的透视图和部件分解透视图;
图5和6a-6c示出了本发明的另一种线路保护装置的透视图和部件分解透视图;
图7示出了本发明的一个组件的透视图;以及
图8a-8c示出了本发明的另一种线路保护装置的部件分解透视图。
具体实施方式
本发明的电路保护装置包括由一种导电的呈现出PTC性质的聚合物合成物构成的层状(或层叠或层压起来)的PTC电阻件。导电的聚合物合成物包括一种聚合物组分,并且在其中散布着一种颗粒的导电填充物。聚合物组分包括一种或多种聚合物,这些聚合物之一最好是一种晶体聚合物,当在它的未充满的状态下由一台差分扫描量计测量时,它的结晶度至少为10%。适用的晶体聚合物包括一种或多种烯烃的聚合物,特别是聚乙烯,比如高密度聚乙烯;至少一种烯烃与至少一种可以与它共聚的单体的共聚物比如乙烯/丙烯酸,乙烯/丙烯酸乙酯,乙烯/乙酸乙烯树脂,以及乙烯/丙烯酸丁酯的共聚物;可以熔化成形的氟聚合物,比如聚偏氟乙烯(PVDF)和乙烯/四氟乙烯的共聚物(ETFE,包括三元共聚物);以及两种或更多种这样的聚合物的混合物。对于某些应用可能希望把一种晶体聚合物与另一种聚合物例如一种弹性体或者一种无定形的热塑性聚合物混合,为的是获得特别的物理或热性质,例如柔性,或者最高的暴露温度。按照体积计算聚合物组分一般为该合成物的总体积的40到90%,最好为45到80%,特别是50到75%。
散布在聚合物组分中的颗粒的导电填充物包括碳黑,石墨,金属,金属氧化物,导电的被涂布的玻璃或者陶瓷小粒,颗粒的导电聚合物,或者是这些物质的组合。填充物的形式可以是粉末,小粒,小絮,纤维,或者任何其它适用的形状。所需要的导电填充物的数量以合成物的所要求的电阻率和导电填充物自身的电阻率为基础。对于许多合成物来说,按照体积计算导电填充物为该合成物的总体积的10到60%,最好为20到55%,特别是25到50%。
导电的聚合物合成物可以包括附加的组分,比如抗氧化剂,惰性填充物,不导电的填充物,辐射交联剂(常常被称为prorads或者交联促进剂,例如三烯炳基异氰脲酸酯(triallyl isocyanurate),稳定剂,分散剂,耦合剂,酸的清除剂(例如CaCO3),或者其它组分。这些组分一般最多为合成物的总体积的20%。
导电的聚合物合成物呈现出正的温度系数(PTC)性质,即,它在相当小的温度范围内在对于温度的敏感性方面表现出急剧的提高。在这种应用中,术语“PTC”用来表示一种合成物,它的R14值至少为2.5和/或R100值至少为10,并且优选的该合成物的R30值至少为6,其中R14为在14℃的范围的结束与开始温度下的电阻的比值,R100为在100℃的范围的结束与开始温度下的电阻的比值,而R30为在30℃的范围的结束与开始温度下的电阻的比值。一般说来,在本发明的装置中使用的合成物显示出的电阻增加比这些最小数值要大得多。
在美国专利No.4237441(van Konynenburg等人),4545926(Fouts等人),4724417(Au等人),4774024(Deep等人),4935156(van Konynenburg等人),5049850(Evans等人),5250228(Baigrie等人),5378407(Chandler等人),5451919(Chu等人),5582770(Chu等人),5701285(Chandler等人),5747147(Wartenberg等人),6130597(Toth等人),6358438(Isozaki等人),6362721(Chen等人)中公开了适宜于在本发明的装置中使用的导电的聚合物合成物。将这些专利中的每一个专利的内容结合在这里作为参考。特别优选的是想要在高电压应用中使用的合成物,这包括在美国专利No.4724417(Au等人),4774024(Deep等人),以及5049850(Evans等人)中公开的那些合成物。
导电聚合物的形式为层状的PTC电阻件,它有第一和第二平行的主表面,第一主表面有第一表面积,而第二主表面有第二表面积。最好该件夹置在第一与第二金属电极之间,其中的第一电极装接到PTC件的第一表面上,而其中的第二电极装接到第二主表面上。电极的形式最好为金属箔,但是也可以使用导电墨水或者通过电镀或其它手段施加上的一层金属。特别适用的箔电极是微观粗糙的金属箔电极,包括电沉积的镍箔和镍-铜箔,特别是如在美国专利No.4689475(Matthiesen等人),4800253(Kleiner等人),以及6579483(Chandler等人)中公开的那样,将这些专利中的每一个专利的内容结合在这里作为参考。
当在第一与第二电极之间进行测量时,PTC件的厚度一般为1到2.5毫米(0.040到0.100英寸)。这是特别适宜于在高电压下例如250或600伏电压下应用的厚度范围。该件也有大约20到50毫米(0.79到1.97英寸)的周边。这个周边是在与电极的平面平行的平面中测量的,它是(1)围绕该装置的最小圆周与(2)在第一与第二电极之间的一半距离处测量的圆周中较小的那个圆周。周边的测量最好包括任何可以察觉到的凹坑,裂纹或者夹杂物。
第一电端子连接到第一电极上。第一端子包括一种导电的材料例如黄铜,镀锡的黄铜,镍,铜,或者镀锡的铜。它用来提供把装置安装在与基底垂直的位置的装置(或手段),且如果它有不同于导电聚合物和/或电极的热特性,它也可能影响电特征,例如切换到高电阻状态的时间。第一端子有第一周边和第一表面积,并且在某些实施例中它的形状与PTC件的形状大致相同,但是附加了一个用于在安装中使用的延长部分。第一端子有第一安装部分,它的安装表面有第一表面积。至少将第一安装部分的一部分在实体上和在电路上装接到第一电极上。此外,第一端子有第一柔性部分,此柔性部分有第一表面积,并且连接到安装部分上。柔性部分的至少一部分,且最好是所有的柔性部分不安装到第一电极上。至少一部分柔性部分位于电阻件的周边上。这是与大多数传统的表面安装装置不同的,在越过电阻件的周边延伸之前在与电阻件重叠的整个部段(或部分)上例如通过锡焊把条带或引线装接在传统的表面安装装置中。第一柔性部分的表面积为第一端子的表面积的至少10%,最好至少15%,特别是至少20%,虽然这要按照第一端子的具体形状来改变。
可以借助于一种安装材料例如焊锡,焊锡料(或膏),导电的粘接剂,导电的粘接剂。导电的环氧树脂,或者其它适当的材料将第一端子的第一安装部分装接到第一电极上,或者可以把它焊接上或者铆接上或者以其它方式装接上。优选的第一电极的表面积比安装表面的表面积要大。
借助于第一连接部分将第一安装部分与第一柔性部分彼此连接起来,此第一连接部分可以是在那些部分之间的一个专门的区域或者一个假想的段。在安装(例如安装在电路板上)之前,该安装部分基本上与连接部分或者与柔性部分共平面,当使所有三个部分基本上共平面时,获得最流线型的装置。然而,可以将连接部分弯曲成例如U字形,或者以另外的方式使它移离开安装部分的平面,留下安装部分和柔性部分基本上共平面,或者,可以使柔性部分在某种程度上离开安装部分和连接部分的平面。
在一个实施例中,连接部分包括一个狭缝,例如一个大致长方形的狭缝,或者是一个实体部分。由一端将狭缝切开、进入端子中,从而将安装部分与柔性部分分开。在狭缝的端部的实体部分用做一个铰接点,使得柔性部分有运动的自由度。在另一个实施例中,狭缝的形状为“U”形,“U”形的敞开部段面向安装部分。任何类型的狭缝用做一个阻挡在防止焊锡或其它的安装材料由安装部分流到柔性部分可能是有利的。安装部分和柔性部分常常设计成为专门的并且分开的部段,例如被一个实体的连接部分分开。然而,如上面所指出的那样,连接部分可以是一个假想的段,并且在某种安装材料与原来设想为柔性部分的一部分的区域接触的情况下,实际的柔性部分可以比原来设计的小。
在某些实施例中,为了使柔性部分由于直接装接到电极上而受到限制的机会减到最少,面向电极的柔性部分的一部分或者全部可以包括一种材料,该材料使得安装很困难,即,它是一种不能安装的材料。这种不能安装的材料可以是一种不能锡焊的材料,例如不锈钢,它将不能结合到焊锡上,或者是一种涂料,例如聚四氟乙烯涂料,它增强了表面的滑动性。重要的是,任何这样的使安装减到最少的部段和不能安装的材料不能在安装小片上出现,为的是避免干扰通常用于把装置安装到基底上的焊锡软熔过程(或者其它的安装方法)。
优选的柔性部分越过电阻件的周边延伸,并且,越过该周边延伸的部分最好包括能够装接到基底上的一个安装部件。
最好,该装置也包括一第二电端子,在形状和组成上它可以与第一电端子相同或者不同。为了容易安装到基底上,优选的是第一和第二端子是类似的,即,两个端子都有一个安装部分和一个柔性部分。然而,取决于应用和安装方法,使用一个有柔性部分的端子和一个没有柔性部分的端子可以提供不会受聚合物的膨胀和收缩的限制的适当的保护。不管形状如何,第二电端子也包括一种导电的材料,它有第二周边,并且它包括一第二安装部分。所述第二安装部分具有一个安装表面,该表面有第二表面积,并且,第二安装部分的至少一部分装接到第二电极上。第二端子还可以包括一第二柔性部分,此柔性部分有第二表面积,借助于第二连接部分此柔性部分被连接到第二安装部分上,并且不安装到第二电极上。第二柔性部分的至少一部分位于电阻件的周边以内。不管第二端子是否有第二柔性部分,第二端子一般也有一部分越过电阻件的周边延伸、并且包含一个安装部件。如果第一端子和第二端子都包括一个柔性部分,该柔性部分的形状可以相同或者不同。
在某些实施例中,可以设置一层绝缘层,它与PTC件的周边的至少一部分相适应。最好,该绝缘层与围绕PTC件的周边的厚度的至少10%相适应,特别是与厚度的至少30%相适应,最好与厚度的至少50%相适应,更可取地与厚度的至少70%相适应。在某些实施例中,优选的是第一绝缘层与围绕着PTC件的周边的基本上整个厚度相适应,其中“基本上整个”意味着至少90%被第一绝缘层覆盖。在某些实施例中,第一绝缘层基本上不与第一和第二电极接触,并且最好完全不与第一和第二电极接触,其中“基本上不”意味着第一和第二电极的整个表面积最多只有10%被第一绝缘层覆盖。该绝缘层可以包括任何可适应的涂布材料,但是最好是聚合物。适用的材料包括聚乙烯,乙烯共聚物,氟聚合物,聚酯,硅树脂,弹性体,橡胶,热熔化粘接剂,胶泥以及凝胶。重要的是,该层与PTC件的导电的聚合物合成物相适应,并且能够粘接到该合成物上,并且,在运行期间导电的聚合物膨胀的过程中它可以保持它的适应性和粘接状态。可以通过任何适当的技术施加第一绝缘层,例如它可以涂布或者喷洒,或者靠压力或熔化施加,或者靠浸渍涂布上。在某些实施例中,可以用绝缘层涂布整个装置,包括PTC件的周边和一个或两个端子的大部分或全部,只留下端子的一个足够的面积不涂布,使得安装到基底上仍然是可能的。
附加在与暴露的导电的聚合物合成物接触的绝缘层上或者替代该绝缘层,电路保护装置也可以包括一个外部的绝缘装置,例如盒子或者其它的封壳,以提供环境的保护和电保护。
本发明也包括一种组件,在该组件中把本发明的电路保护装置安装到一个基底例如一个印刷线路板上。对于某些应用来说,在安装到基底上之前在一个包装件中把两个电路保护装置包装在一起是特别可取的。这些装置可以是相同的或者是不同的,并且常常在通讯应用中有用,在通讯应用中,一个装置用于保护线路的顶部,而另一个装置用作保护线路的环。
由图示出了本发明,在这些图中,图1示出了传统的电路保护装置1的透视图,而图2a到2c以部件分解图示出了装置1。PTC件3夹置在第一与第二箔电极5,7之间,以形成一个芯片。用焊锡料(未示出)把第一电端子9装接到第一电极5上,且用焊锡料在横过第二端子11的表面积的主要部分的区域29把第二电端子11装接到第二电极7上。使用第一安装部件13把第一端子9装接到基底19例如一个印刷电路板上,该安装部件包括由芯片的周边延伸的第一延长部段15和可以用焊锡软熔或其它方式装到基底19上的第一安装垫17。第二端子11有第二安装部件23,它包括第二延长部段25和第二安装垫27。
在图3和4a到4c中示出了本发明的一个实施例,这些图是电路保护装置31的透视图和部件分解图。在图4b中所示的一个PTC芯片被装接到第一电端子33上(图4a),此端子包括有第一安装表面37的第一安装部分35和第一柔性部分39,借助于连接部分47假想地将此柔性部分与第一安装部分35分开。包括第一延长部段43和第一安装垫45的第一安装部件41由第一柔性部分39伸展。通过第二安装部分55和第二安装表面(未示出)把第二端子53(图4c)装接到第二电极7上,在这个实施例中第二端子53与第一端子33相同。第二柔性部分59由它的端部的包括第二延长部段63和第二安装垫65的第二安装部件61伸展。
图5和6a到6c和图8a到8c示出了电路保护装置31的两个另外的实施例的透视图和部件分解透视图。图7示出了图8a到8c的装置31安装在基底19上形成组件73的透视图。在图6a和6c中,第一连接部分47包括第一狭缝49和第一实体的铰接部分51,而第二连接部分67包括第二狭缝69和第二实体的铰接部分71。在图7的实施例中,连接部分包括一个U字形的狭缝。
用下面的示例说明本发明,其中示例1是一个比较例。
示例1(比较例)
通过把按重量37.1%的高密度聚乙烯(由Equistar公司可以获得的PtrotheneTM LB832),按重量38%的碳黑(由Columbia Chemicals公司可以获得的RavenTM 430),与按重量24.9%的氢氧化镁(由Kisuma公司可以获得的KisumaTM 5A)混合起来制备出导电的聚合物合成物,以形成小球。把这种合成物挤压成2.0毫米(0.080英寸)厚的薄片,把该薄片层叠在两片0.0025厘米(0.001英寸)厚的电沉积的镍/铜箔(由Fukuda公司可以获得)之间。由薄片切出尺寸为8.3×13.5毫米(0.328×0.533英寸)的芯片。用达到100Mrads的电子束对芯片进行热处理和辐照。随后用聚酯涂布在芯片的边缘暴露的导电聚合物。通过使用60∶40的锡/铅焊锡料把冲压出来的镀锡的黄铜端子装接到每个装置的铂电极上,这些端子有大约8.4×13.6毫米(0.330×0.535英寸)的大致长方形的形状,并且有一个用来进行安装的伸展突片(如在图2a和2c中示出的那样)。所形成的装置的平均电阻大约为3.5欧姆。
随后在与Bellcore/Telcordia GR1089-CORE试验类似的一种功率交叉试验(a power cross test)中检验了99个装置。把一个装置插入电路中,与一个开关,一个600伏60Hz的交流电源,一个1.6A的线路模拟熔断器,以及一个固定电阻(大约10欧姆)串联,该电阻在短路条件下提供60A的电流。试验包括合上开关,因此使装置断路,并且保持开关合上5秒钟。随后将开关打开,且使装置冷却125秒钟。如果线路模拟熔断器没有打开,并且装置继续运行,就认为该装置通过了检验。89%的装置通过了该检验。
示例2
按照示例1制备并检验装置,差别是装接到金属铂电极上的端子的形状为在图6a和6c中示出的形状。切入端子中的狭缝的尺寸大约为1.0×5.54毫米(0.040×0.218英寸),并且它的位置离开端子的边缘大约3.0毫米(0.118英寸)。所形成的装置在安装部件附近有一个柔性部段。这些装置的平均电阻大约为3.5欧姆。检验结果证明,这些装置的97%通过了检验,比传统的装置明显地好。
将会理解到,上面描述的装置对于本发明的原理的应用来说仅只是说明性的,可以实现许多其它的实施例和改进,而不偏离在权利要求书中确定的本发明的精神和范围。

Claims (15)

1.一种适宜于表面安装在基底上的电路保护装置,它包括:
(1)层状的PTC电阻件,它
(a)包括一种导电的聚合物合成物;
(b)具有第一主表面和第二主表面,第一主表面有第一表面积,而第二主表面有第二表面;以及
(c)具有周边;
(2)装接到PTC件的第一表面上的第一电极;
(3)装接到PTC件的第二表面上的第二电极;
(4)包括一种导电材料的第一电端子,它有第一周边和第一表面积,并且包括
(a)第一安装部分,(i)它有安装表面,该表面有第一表面积;(ii)至少把它的一部分装接到第一电极上;
(b)第一柔性部分,(i)它连接到第一安装部分上;(ii)它的至少一部分没有安装到第一电极上;(iii)它的至少一部分位于电阻件的周边以内;以及(iv)它有第一表面积;以及
(c)第一连接部分,它把第一安装部分与第一柔性部分连接起来;
第一安装部分基本上与第一柔性部分与第一连接部分中的至少一个共平面。
2.按照权利要求1所述的装置,其特征在于,第一柔性部分的表面积为第一端子的表面积的至少10%。
3.按照权利要求1所述的装置,其特征在于,连接部分包括狭缝和实体部分,最好其中狭缝为大致长方形的形状或者U字形。
4.按照权利要求1所述的装置,其特征在于,借助于一种安装材料把第一安装部分安装到第一电极上,最好其中安装材料为焊锡,焊锡料,导电的粘接剂,或者导电的环氧树脂。
5.按照权利要求1所述的装置,其特征在于,借助于焊接把第一安装部分安装到第一电极上。
6.按照权利要求1所述的装置,其特征在于,第一电极的表面积比安装表面的表面积大。
7.按照权利要求1所述的装置,其特征在于,柔性部分越过电阻件的周边延伸,最好其中柔性部分在越过周边延伸的部分中包括第一安装部件。
8.按照权利要求1所述的装置,其特征在于,柔性部分包括面向电极的部段,该部段包括一种不能安装的材料。
9.按照权利要求1所述的装置,其特征在于,其还包括:
(5)第二电端子,它包括有第二周边的导电材料,并且包括第二安装部分,所述第二安装部分(i)有安装表面,它有第二表面积;并且(ii)它的至少一部分装接到第二电极上。
10.按照权利要求9所述的装置,其特征在于,第二端子还包括第二柔性部分,(i)它连接到第二安装部分上;(ii)它的至少一部分没有安装到第二电极上;(iii)它的至少一部分位于电阻件的周边以内;以及(iv)它有第二表面积。
11.按照权利要求9所述的装置,其特征在于,第一端子和第二端子有类似的形状。
12.按照权利要求1所述的装置,其特征在于,第一端子的第一周边比电阻件的周边大。
13.一种组件,它包括:
(A)按照权利要求1所述的电路保护装置,其中,第一电端子的第一柔性部分(i)有一部分越过电阻件的周边延伸;并且(ii)它在越过周边延伸的部分中包括第一安装部件,其中,电路保护装置还包括
(5)第二电端子,它包括有第二周边的导电材料,并且包括
(a)第二安装部分,此部分有安装表面,它有第二表面积,并且此安装部分的至少一部分装接到第二电极上;以及
(b)越过电阻件的周边延伸的部分,它在越过周边延伸的部分中包括第二安装部件;以及
(B)印刷电路板,借助于第一安装部件和第二安装部件把装置装接到所述电路板上。
14.按照权利要求13所述的组件,其特征在于,第二端子还包括第二柔性部分,(i)借助于第二连接部分它连接到第二安装部分上;(ii)它的至少一部分没有安装到第二电极上;(iii)它包括越过电阻件的周边延伸的部分,它包括第二安装部件。
15.按照权利要求13所述的组件,其特征在于,组件包括两个电路保护装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102203883B (zh) * 2008-11-07 2013-01-23 泰科电子日本合同会社 Ptc装置
WO2017000896A1 (zh) * 2015-06-30 2017-01-05 瑞侃电子(上海)有限公司 可回流焊的正温度系数电路保护器件
CN112788803A (zh) * 2019-11-07 2021-05-11 埃贝赫卡腾有限两合公司 Ptc加热装置、电加热装置以及用于制造电加热装置的方法

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4119159B2 (ja) * 2002-04-25 2008-07-16 タイコ エレクトロニクス レイケム株式会社 温度保護素子
EP1947656B1 (en) * 2005-11-07 2017-04-19 Littelfuse, Inc. Ptc device
JP4703386B2 (ja) * 2005-11-30 2011-06-15 富士通株式会社 折り畳み式情報処理装置
WO2007066725A1 (ja) * 2005-12-09 2007-06-14 Tyco Electronics Raychem K.K. Ptcデバイスの製造方法
CN101978440B (zh) 2007-08-14 2017-03-29 泰科电子日本合同会社 Ptc器件及其制造方法
US8289122B2 (en) 2009-03-24 2012-10-16 Tyco Electronics Corporation Reflowable thermal fuse
US8581686B2 (en) * 2009-03-24 2013-11-12 Tyco Electronics Corporation Electrically activated surface mount thermal fuse
TWI411188B (zh) * 2010-09-29 2013-10-01 Polytronics Technology Corp 過電流保護裝置
US8854784B2 (en) 2010-10-29 2014-10-07 Tyco Electronics Corporation Integrated FET and reflowable thermal fuse switch device
JP5619663B2 (ja) * 2011-03-31 2014-11-05 古河電気工業株式会社 シャント抵抗器の接続端子、及びバッテリー状態検知装置
CN202601345U (zh) * 2011-12-01 2012-12-12 埃普科斯股份有限公司 保护器件
US8508328B1 (en) * 2012-09-14 2013-08-13 Fuzetec Technology Co., Ltd. Insertable polymer PTC over-current protection device
TWI486988B (zh) * 2013-01-31 2015-06-01 Polytronics Technology Corp 過電流保護元件及其電路板結構
CN205016317U (zh) * 2015-06-30 2016-02-03 瑞侃电子(上海)有限公司 可回流焊的正温度系数电路保护器件
DE102017116381A1 (de) * 2017-07-20 2019-01-24 Tdk Electronics Ag Elektrisches Bauelement mit Lötverbindung
TWI676187B (zh) * 2019-02-22 2019-11-01 聚鼎科技股份有限公司 過電流保護元件
US10971287B1 (en) * 2020-07-17 2021-04-06 Fuzetec Technology Co., Ltd. Composite circuit protection device

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US89408A (en) * 1869-04-27 Improvement in game-register for billiards
US3793604A (en) * 1973-04-09 1974-02-19 Gte Sylvania Inc High strength electrical lead for disk type thermistors
NL7701813A (nl) * 1977-02-21 1978-08-23 Philips Nv Verwarmingselement met een ptc-weerstands- lichaam.
US4237441A (en) * 1978-12-01 1980-12-02 Raychem Corporation Low resistivity PTC compositions
US4545926A (en) * 1980-04-21 1985-10-08 Raychem Corporation Conductive polymer compositions and devices
US5049850A (en) * 1980-04-21 1991-09-17 Raychem Corporation Electrically conductive device having improved properties under electrical stress
US4935156A (en) * 1981-09-09 1990-06-19 Raychem Corporation Conductive polymer compositions
US4685025A (en) 1985-03-14 1987-08-04 Raychem Corporation Conductive polymer circuit protection devices having improved electrodes
US4724417A (en) * 1985-03-14 1988-02-09 Raychem Corporation Electrical devices comprising cross-linked conductive polymers
US4774024A (en) * 1985-03-14 1988-09-27 Raychem Corporation Conductive polymer compositions
US4689475A (en) * 1985-10-15 1987-08-25 Raychem Corporation Electrical devices containing conductive polymers
JPH0690964B2 (ja) * 1986-03-31 1994-11-14 日本メクトロン株式会社 Ptc素子の製造法
WO1988009556A1 (en) * 1987-05-28 1988-12-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Surge absorbing device
US4937551A (en) * 1989-02-02 1990-06-26 Therm-O-Disc, Incorporated PTC thermal protector device
ES2063074T3 (es) * 1989-05-30 1995-01-01 Siemens Ag Sensor de nivel con alta elevacion de la señal para liquidos, especialmente liquidos agresivos quimicamente.
US5117089A (en) * 1990-04-02 1992-05-26 Emerson Electric Co. Structural support for hermetic terminal assembly heater apparatus
US5436609A (en) * 1990-09-28 1995-07-25 Raychem Corporation Electrical device
US5250228A (en) * 1991-11-06 1993-10-05 Raychem Corporation Conductive polymer composition
US5378407A (en) * 1992-06-05 1995-01-03 Raychem Corporation Conductive polymer composition
US5451919A (en) * 1993-06-29 1995-09-19 Raychem Corporation Electrical device comprising a conductive polymer composition
US5451921A (en) * 1993-10-04 1995-09-19 Raychem Corporation Electrical devices
WO1995024045A1 (en) * 1994-03-01 1995-09-08 Bowthorpe Components Limited Thermistor
US5582770A (en) * 1994-06-08 1996-12-10 Raychem Corporation Conductive polymer composition
JP3605115B2 (ja) * 1994-06-08 2004-12-22 レイケム・コーポレイション 導電性ポリマーを含有する電気デバイス
DE69634777T2 (de) * 1995-03-22 2006-02-02 Tyco Electronics Corp. Elektrische vorrichtung
WO1996030443A2 (en) * 1995-03-22 1996-10-03 Raychem Corporation Conductive polymer composition and device
JP3075964B2 (ja) * 1995-08-11 2000-08-14 積水化成品工業株式会社 防曇鏡
JP3297269B2 (ja) * 1995-11-20 2002-07-02 株式会社村田製作所 正特性サーミスタの実装構造
EP0970487B1 (en) * 1997-03-27 2004-11-24 Littelfuse, Inc. Resettable automotive circuit protection device
JPH11340007A (ja) * 1998-05-22 1999-12-10 Murata Mfg Co Ltd 負特性サーミスタおよび電子複写機
CA2373531A1 (en) * 1999-06-02 2000-12-07 Martin G. Pineda Electrical device
US6358438B1 (en) * 1999-07-30 2002-03-19 Tyco Electronics Corporation Electrically conductive polymer composition
US6362721B1 (en) * 1999-08-31 2002-03-26 Tyco Electronics Corporation Electrical device and assembly
WO2001052275A1 (en) * 2000-01-11 2001-07-19 Tyco Electronics Corporation Electrical device
JP2002305101A (ja) * 2001-04-05 2002-10-18 Murata Mfg Co Ltd 表面実装型正特性サーミスタおよびその製造方法
WO2002091397A1 (de) * 2001-05-07 2002-11-14 Epcos Ag Keramisches bauelement mit klimastabiler kontaktierung

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102203883B (zh) * 2008-11-07 2013-01-23 泰科电子日本合同会社 Ptc装置
WO2017000896A1 (zh) * 2015-06-30 2017-01-05 瑞侃电子(上海)有限公司 可回流焊的正温度系数电路保护器件
CN106328326A (zh) * 2015-06-30 2017-01-11 瑞侃电子(上海)有限公司 可回流焊的正温度系数电路保护器件
CN112788803A (zh) * 2019-11-07 2021-05-11 埃贝赫卡腾有限两合公司 Ptc加热装置、电加热装置以及用于制造电加热装置的方法

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