JP2004193626A - Ptc回路保護装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 第1表面上に電極が配置されている第1支持基材と;
第1表面上に電極が配置されている第2支持基材と;
導電性粒子を分散させたポリマーからなるPTC素子であって、前記第1支持基材と前記第2支持基材の間に位置していて前記電極に電気的に接続されているPTC素子と;
前記PTC素子の第1端部を包み込んでおり、かつ、前記第1基材上に配置された電極に電気的に接触している第1の導電性終端部と;
前記PTC素子の第2端部を包み込んでおり、かつ、前記第2基材上に配置された電極に電気的に接触している第2の導電性終端部と;
を含む表面実装可能な電気回路保護装置。
【選択図】 図1
Description
本願は、1999年2月22日に出願された米国仮出願第60/121,043号に関わる利益を要求する。
負荷が短絡したり、回路に電力サージが加わると、PTC装置を流れる電流が増大し、(I2 R加熱に起因して)PTC装置の温度はその臨界温度まで急激に上昇する。この臨界点に達すると、大量の電力がPTC装置内に散逸してPTC装置が不安定になる(すなわち、装置の発熱速度が、装置周囲への装置の放熱速度を超える)。この電力散逸はほんの短い時間(すなわち、数分の一秒)にわたって起こるが、増大する電力散逸は、回路内の電流が比較的小さい値に制限されるほどPTC装置の抵抗率が大きくなるまでPTC装置の温度を上昇させる。この新たな電流値は、新たな高温/高抵抗平衡点にPTC装置を保つのに十分なものであり、電気回路部品に損傷を与えるものではない。従って、PTC装置はある種のヒューズとして作用し、PTC装置がその臨界温度範囲まで熱くなった場合に、短絡負荷を流れる電流を安全な比較的低い値まで減少させる。回路内の電流が遮断されるか又は短絡(電力サージ)の原因となる条件が排除されると、PTC装置は、その臨界温度未満の正常動作時の低抵抗状態まで冷える。すなわち、リセット可能な電気回路保護装置が得られる。
Claims (37)
- 第1表面上に電極が配置されている第1支持基材と;
第1表面上に電極が配置されている第2支持基材と;
導電性粒子を分散させたポリマーからなるPTC素子であって、前記第1支持基材と前記第2支持基材の間に位置していて前記電極に電気的に接続されているPTC素子と;
前記PTC素子の第1端部を包み込んでおり、かつ、前記第1基材上に配置されている前記電極に電気的に接触している第1導電性終端部と;
前記PTC素子の第2端部を包み込んでおり、かつ、前記第2基材上に配置されている前記電極に電気的に接触している第2導電性終端部と;
を含む表面実装可能な電気回路保護装置。 - 第1導電性終端部が第1及び第2支持基材上並びにPTC素子の第1端部に配置されている請求項1記載の装置。
- 第2導電性終端部が第1及び第2支持基材上並びにPTC素子の第2端部に配置されている請求項1記載の装置。
- 第1基材上に配置されている電極が第1終端部に直接接触している請求項1記載の装置。
- 第2基材上に配置されている電極が第2終端部に直接接触している請求項1記載の装置。
- 第1及び第2支持基材が電気絶縁性である請求項1記載の装置。
- 第1表面上に電極が配置されている第1及び第2支持基材が銅クラッドPCボードを含む請求項1記載の装置。
- 第1及び第2支持基材がセラミック、ガラス、FR−4エポキシ及びメラミンからなる群から選ばれる材料から形成されたものである請求項1記載の装置。
- 第1電気絶縁性基材が第1端部及び第2端部を有し、第1支持基材の第1表面上に配置されている電極がその基材の第1又は第2端部の1つに延びているがその基材のもう一方の端部には延びていない請求項1記載の装置。
- 第1支持基材の第1表面上に配置されている電極が第1又は第2導電性終端部の1つに直接接触しているが第1又は第2導電性終端部のもう一方には直接接触していない請求項9記載の装置。
- 第1表面上に電極が配置されている第3支持基材と;
第2表面上に第2電極が配置されている第2支持基材と;
導電性粒子を分散させたポリマーからなる第2PTC素子であって、第3支持基材の第1表面上に配置されている電極と第2支持基材の第2表面上に配置されている第2電極との間に位置する第2PTC素子と;
をさらに含む請求項1記載の装置。 - 第1PTC素子と第2PTC素子とが並列に電気的に接続されている請求項11記載の装置。
- 電流が流れている電気回路に電気的に接続した場合に、電流が第1導電性終端部から第1支持基材の第1表面上に配置されている電極に流れ、PTC素子を通じて第2支持基材の第1表面上に配置されている電極に流れ、第2導電性終端部に流れる請求項1記載の装置。
- 第1及び第2導電性終端部が複数の導電性層からなる請求項1記載の装置。
- 電極が金属箔からなる請求項1記載の装置。
- 表面実装可能な電気回路保護装置であって、
第1表面上に電極が配置されている第1基材と;
第1表面上に第1電極が配置されており、かつ、第2表面上に第2電極が配置されている第2基材と;
第1表面上に第1電極が配置されている第3基材と;
導電性粒子を分散させたポリマーからなる第1PTC素子であって、第1基材と第2基材の間に配置されていて第1基材上に配置されている第1電極を第2基材上に配置されている第1電極に電気的に接続している第1PTC素子と;
導電性粒子を分散させたポリマーからなる第2PTC素子であって、第2基材と第3基材の間に配置されていて第2基材上に配置されている第2電極を第3基材上に配置されている第1電極に電気的に接続している第2PTC素子と;
前記装置の第1端部を包み込んでいる第1導電性終端部と;
前記装置の第2端部を包み込んでいる第2導電性終端部と;
を含む電気回路保護装置。 - 第1、第2及び第3基材が電気的に絶縁されている請求項16記載の電気装置。
- 第1及び第2基材がセラミック、FR−4エポキシ、ガラス及びメラミンからなる群から選ばれる材料から形成されたものである請求項16記載の電気装置。
- 第1及び第2PTC素子が並列に電気的に接続されている請求項16記載の電気装置。
- 第1及び第2終端部が第1及び第2導電性層からなる請求項16記載の電気装置。
- 第1及び第2終端部の第1導電性層が銅からなる請求項20記載の電気装置。
- 第1及び第2終端部の第2導電性層が錫からなる請求項20記載の電気装置。
- 第1導電性終端部が第3基材上に配置されている第1電極及び第2基材上に配置されている第1電極に直接接触している請求項16記載の電気装置。
- 第2導電性終端部が第2基材上に配置されている第2電極及び第1基材上に配置されている第1電極に直接接触している請求項23記載の電気装置。
- 電流を装置に流した場合に、電流が第1導電性終端部から第3基材上に配置されている第1電極及び第2基材上に配置されている第1電極に流れ、第1及び第2PTC素子を通じて第2基材上に配置されている第2電極及び第1基材上に配置されている第1電極に流れ、第2導電性終端部に流れる請求項24記載の電気装置。
- 表面実装可能な電気回路保護装置であって、
第1表面上に電極が配置されている第1電気絶縁性基材と;
第1表面上に第1電極が配置されており、かつ、第2表面上に第2電極が配置されている第2電気絶縁性基材と;
第1表面上に第1電極が配置されており、かつ、第2表面上に第2電極が配置されている第3電気絶縁性基材と;
第1表面上に第1電極が配置されている第4電気絶縁性基材と;
導電性粒子を分散させたポリマーからなる第1層状PTC素子であって、前記第1電気絶縁性基材と前記第2電気絶縁性基材の間に配置されていて前記第1電気絶縁性基材上に配置されている第1電極と前記第2電気絶縁性基材上に配置されている第1電極とを電気的に接続している第1層状PTC素子と;
導電性粒子を分散させたポリマーからなる第2層状PTC素子であって、前記第2電気絶縁性基材と前記第3電気絶縁性基材の間に配置されていて前記第2電気絶縁性基材上に配置されている第2電極と前記第3電気絶縁性基材上に配置されている第1電極とを電気的に接続している第2層状PTC素子と;
導電性粒子を分散させたポリマーからなる第3層状PTC素子であって、前記第3電気絶縁性基材と前記第4電気絶縁性基材の間に配置されていて前記第3電気絶縁性基材上に配置されている第2電極と前記第4電気絶縁性基材上に配置されている第1電極とを電気的に接続している第3層状PTC素子と;
前記装置の第1端部を包み込んでおり、かつ、前記第4電気絶縁性基材上に配置されている第1電極と、前記第3電気絶縁性基材上に配置されている第1電極と、前記第2基材上に配置されている第1電極とを電気的に接続している第1導電性終端部と;
前記装置の第2端部を包み込んでおり、かつ、前記第3電気絶縁性基材上に配置されている第2電極と、前記第2電気絶縁性基材上に配置されている第2電極と、前記第1電気絶縁性基材上に配置されている第1電極とを電気的に接続している第2導電性終端部と;
を含む電気回路保護装置。 - 第1終端部が装置の一方の端部近傍の第1及び第4電気絶縁性基材上に配置されている請求項26記載の回路保護装置。
- 第2終端部が装置の第2端部近傍の第1及び第4電気絶縁性基材上に配置されている請求項26記載の回路保護装置。
- 第1電気絶縁性基材が第1端部及び第2端部を有し、第1電気絶縁性基材の第1表面上に配置されている第1電極が第1電気絶縁性基材の第2端部まで延びているが第1端部には延びていない請求項26記載の回路保護装置。
- 第2電気絶縁性基材が第1端部及び第2端部を有し、第2電気絶縁性基材の第1表面上に配置されている第1電極が第2電気絶縁性基材の第1端部まで延びているが第2端部には延びておらず、第2電気絶縁性基材の第2表面上に配置された第2電極が第2電気絶縁性基材の第2端部まで延びているが第1端部には延びていない請求項26記載の回路保護装置。
- 第3電気絶縁性基材が第1端部及び第2端部を有し、第3電気絶縁性基材の第1表面上に配置されている第1電極が第3電気絶縁性基材の第1端部まで延びているが第2端部には延びておらず、第3電気絶縁性基材の第2表面上に配置された第2電極が第3電気絶縁性基材の第2端部まで延びているが第1端部には延びていない請求項26記載の回路保護装置。
- 第4電気絶縁性基材が第1端部及び第2端部を有し、第4電気絶縁性基材の第1表面上に配置されている第1電極が第4電気絶縁性基材の第1端部まで延びているが第2端部には延びていない請求項26記載の回路保護装置。
- 第1基材及び第2基材を提供する工程;
第1基材の第1表面上に第1電極を形成する工程;
第2基材の第1表面上に第1電極を形成する工程;
第1PTC素子を提供する工程;
第1基材上に形成された第1電極と第2基材上に形成された第1電極の間に第1PTC素子を積層して積層体を形成する工程;
前記積層体の第1端部を包み込んで第1基材上の第1電極に電気的に接触する第1終端部を形成する工程;並びに
前記積層体の第2端部を包み込んで第2基材上の第1電極に電気的に接触する第2終端部を形成する工程;
を含む電気回路保護装置の製造方法。 - 積層工程が加熱されたプレス内で行われる請求項33記載の方法。
- 第1基材及び第2基材が、銅クラッドFR−4エポキシを含んで成り、電極が銅クラッドの一部をエッチングにより除去することによって形成される請求項33記載の方法。
- 積層体に導電性層をめっきし、導電性層の一部を除去することにより第1及び第2終端部が形成される請求項33記載の方法。
- 第1基材、第2基材及び第3基材を提供する工程;
第1基材の第1表面上に複数の第1電極を形成する工程;
第2基材の第1表面上に複数の第1電極を形成する工程;
第2基材の第2表面上に複数の第2電極を形成する工程;
第3基材の第1表面上に複数の第1電極を形成する工程;
第1及び第2PTC素子を提供する工程;
第1基材上に形成された複数の第1電極と第2基材上に形成された複数の第1電極の間に第1PTC素子を積層する工程;
第2基材上に形成された複数の第2電極と第3基材上に形成された複数の第1電極の間に第2PTC素子を積層して多層PTCシートを形成する工程;
シート内に複数の開口部を形成して多層(すなわち、基材、電極及びPTC素子)の一部を露出させる工程;
多層PTCシート及び多層PTCシートの露出部分に第1導電性層を適用する工程;
第1導電性層に第2導電性層を適用する工程;
前記第1及び第2導電性層の一部をエッチングにより除去して複数の第1及び第2終端部を生じさせる工程であって、前記第1終端部の各々が第3基材上に形成された複数の第1電極のうちの1つ及び第2基材上に形成された複数の第1電極のうちの1つと接触しており、前記第2終端部の各々が第1基材上の複数の第1電極のうちの1つ及び第2基材上に形成された複数の第2電極のうちの1つと接触しているものである工程;
前記シートを、各装置が複数の第1及び第2終端部のうちの1つを有する複数の電気回路保護装置に成形する工程;
を含む電気回路保護装置の大量生産方法。
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