JPH10501373A - 電気デバイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電気デバイス、特に回路保護デバイスが、要素中に固形物を導入せずに、所望の道筋に沿って導電性ポリマー要素を破断することによってエッジが形成される導電性ポリマー要素を有する。結果として生じる導電性ポリマーの凝集破壊が、明確な破断表面を生じさせる。そのようなデバイスを製造する１つの方法は、金属箔電極に挟まれたＰＴＣ導電性ポリマー要素を含むプラックの電極中の破断チャンネルをエッチングし、次に、破断チャンネルに沿ってプラックをスナッピングして個々のデバイスを形成することを含んで成る。図面は、この方法で製造された回路保護デバイスを示す。

Description

【発明の詳細な説明】 電気デバイス 本発明は、導電性ポリマー要素を有して成るデバイス、特に、電流が２つの電 極の間で導電性ポリマー要素を通じて流れる回路保護デバイスのような電気デバ イスに関する。 ポリマー成分、およびその中に分散されている導電性の粒子を含んで成る組成 物を製造することが既知である。粒子の種類および濃度は、組成物が通常の条件 下で導電性であり、例えば、２３℃において１０⁶Ω・cm未満の抵抗率を有する かまたは、通常の条件下で本質的に絶縁性であり、例えば、２３℃において少な くとも１０⁹Ω・cmの抵抗率を有するが、充分に高い電圧ストレスにかけられた 場合に組成物が導電性になるような非直線の、電圧依存性抵抗率を有するような 粒子の種類および濃度である。本明細書において、「導電性ポリマー」という語 は、そのような組成物すべてを含む。ポリマー成分が結晶性ポリマーを含んで成 る場合、その組成物は通常、ポリマーの結晶融点の直ぐ下の比較的狭い温度範囲 において、抵抗率の急激な増加を示し、そのような組成物はＰＴＣ組成物と称さ れ、その略語「ＰＴＣ」は正の温度係数を意味する。抵抗率の増加の大きさは、 ＰＴＣ組成物の多くの用途において重要であり、組成物の「自熱高さ(autotherm height)」と呼ばれることが多い。ＰＴＣ導電性ポリマーは、回路保護デバイス および自動調節ヒーターにおいて特に有用である。導電性ポリマーは、１種また はそれ以上のポリマー、１種またはそれ以上の導電性充填剤、並びに、要すれば 、不活性充填剤、安定剤、および抗トラッキング剤のような他の成分を１種また はそれ以上含むことができる。特に有用な結果が、導電性充填剤としてカーボン ブラックを使用することによって得られる。 それらを含んで成る既知であるまたは提案されている導電性ポリマーおよびデ バイスの詳細については、下記の発明の詳細な説明の中に本発明の一部を構成す るものとして組み込まれている文献を参照することができる。 溶融加工、焼結、またはその他の方法で形成された導電性ポリマー要素を、よ り小さい片に分割する場合、これまでは、導電性ポリマー要素を剪断する（「ダ イシング」とも呼ばれる）ことによって行われてきた。例えば、多くの回路保護 デバイスが、２つの金属箔、およびその金属箔の間に挟まれた層状ＰＴＣ導電性 ポリマー要素を含んで成る積層物を剪断することによって製造されている。 所望の道筋に沿って導電性ポリマー要素を破断させ、その道筋に沿って導電性 ポリマー要素に固体を導入せずに分割の少なくとも一部を行うという方法によっ て、導電性ポリマー塊を複数の部分に分割することにより、多くの場合において 重要な利点が得られるということを、我々は本発明により見い出した。結果とし て生じる導電性ポリマーの凝集破壊は、切断体（cutting body）によって必然的 に導電性ポリマーの変形を生じる剪断法によって作られる表面とは明確に異なる 表面（本明細書において「破断表面」と呼ぶ）を生じる。導電性ポリマー要素が 破断する道筋を制御するために、導電性ポリマーに固定された１つまたはそれ以 上の部材に存在する、および／または導電性ポリマー自体に存在する１つまたは それ以上の不連続を準備することが好ましく、その不連続の存在によって、その 不連続と関連する所望の道筋に沿って導電性ポリマーが破断される。 本発明は、チャンネル（channels）の形態の物理的不連続を有する金属部材の 間に導電性ポリマー要素が挟まれているアセンブリを使用するのが好ましい。そ のようなアセンブリがチャンネルの領域内で曲げられた場合に、金属部材中の対 応するチャンネルの間を通る道筋に沿って導電性ポリマー要素が破断する(裂け る)。しかし、本発明は、導電性ポリマーの裂けを所望の道筋に沿って生じさせ るための物理的な力または他の力と相互作用する他の種類の物理的不連続および 他の種類の不連続を使用することをも包含する。 金属箔に挟まれた積層ＰＴＣ導電性ポリマー要素を有してなる層状アセンブリ からデバイスを製造するために、本発明が特に有用であることを我々は見い出し た。そのようなデバイスは、特にそれらが小さい場合に(例えば、０.０５inchi² (３２mm²)未満の面積を有する)、一般に、従来の剪断法によって製造される類似 のデバイスよりも僅かに高い抵抗率を有し、実質的により高い自熱高さを有する ことを我々は見い出した。本発明は、国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ９４／１０１ ３７号（公開第ＷＯ９５／０８１７６号）に記載されている種類のデバイスの製 造に特に有用である。 １つの好ましい要旨において、本発明は、 （ａ）（ｉ）ポリマー成分および（ii）ポリマー中に分散された導電性粒子を 含んで成る組成物から成り； （ｂ）少なくとも１つの破断表面を有する； 要素を有して成るデバイスを提供する。 本発明のこの要旨の好ましい具体例は、 （１）層状導電性ポリマー要素であって、 （ａ）（ｉ）ポリマー成分および（ii）導電性粒子を、組成物が２３℃にお いて１０⁶Ω・cm未満の抵抗率を有するような量で含んで成る組成物から成り、 （ｂ）第一主面、第一主面に平行な第二主面、および、第一面と第二面との 間を通過し、少なくともその一部が破断表面を有する少なくとも１つの横面を有 する、 層状導電性ポリマー要素； （２）（ｉ）導電性ポリマー要素の第一主面と接触する内部面、および（ii） 外部面を有する第一層状電極；および （３）（ｉ）導電性ポリマー要素の第二主面と接触する内部面、および（ii） 外部面を有する第二層状電極； を有して成るデバイスである。 他の好ましい要旨において、本発明は、デバイスを製造する方法を提供し、こ の方法は、 （１）（ａ）（ｉ）ポリマー成分、および（ii）ポリマー成分中に分散された 導電性粒子、を含んで成る組成物から成る要素を含んで成り、（ｂ）導電性ポリ マー要素の中あるいはそれに隣接して１つまたはそれ以上の不連続を有する、ア センブリを形成する；および、 （２）不連続に関連する道筋に沿って導電性ポリマー要素の凝集破壊を生じさ せる処理によって、アセンブリを２つまたはそれ以上の部分に分離する； ことを含んで成る方法である。 本発明のこの要旨の好ましい具体例は、アセンブリが （Ａ）層状導電性ポリマー要素であって、 （ａ）ポリマー成分、およびポリマー成分中に分散された導電性粒子を、組 成物が２３℃において１０⁶Ω・cm未満の抵抗率を有するような量で含んで成る 組成物から成り、 （ｂ）第一主面、および第一主面に平行な第二主面を有する、 層状導電性ポリマー要素； （Ｂ）複数の上部層状導電性部材であって、各部材が、（ａ）導電性ポリマー 要素の第一主面と接触する内部面および（ｂ）外部面を有し、この上部導電性部 材が、導電性ポリマー要素の中間部分と共に、複数の上部破断チャンネルを規定 している部材；および （Ｃ）複数の下部層状導電性部材であって、各部材が、（ａ）導電性ポリマー 要素の第二主面と接触する内部面および（ｂ）外部面を有し、この下部導電性部 材が、導電性ポリマー要素の中間部分と共に、複数の下部破断チャンネルを規定 している部材； を有して成るアセンブリである方法であり、 方法の段階（２）が、それぞれの道筋が上部破断チャンネルの１つと下部破断チ ャンネルの１つとの間を通過する複数の道筋に沿って、導電性ポリマー要素を破 断させる物理的な力をアセンブリに加えることを含んで成る方法である。 他の好ましい要旨において、本発明は、本発明の方法によって複数のデバイス に分割することができるアセンブリを提供し、このアセンブリは、 （Ａ）層状導電性ポリマー要素であって、 （ａ）ポリマー成分、およびポリマー成分中に分散された導電性粒子を含ん で成る組成物から成り、 （ｂ）第一主面、および第一主面に平行な第二主面を有する、 層状導電性ポリマー要素； （Ｂ）複数の上部層状導電性部材であって、各部材が、（ａ）導電性ポリマー 要素の第一主面と接触する内部面および（ｂ）外部面を有し、この上部導電性部 材が、導電性ポリマー要素の中間部分と共に、複数の上部破断チャンネルを規定 している部材；および （Ｃ）複数の下部層状導電性部材であって、各部材が、（ａ）導電性ポリマー 要素の第二主面と接触する内部面および（ｂ）外部面を有し、この下部導電性部 材が、導電性ポリマー要素の中間部分と共に、複数の下部破断チャンネルを規定 している部材； を有して成るアセンブリである。 ＰＴＣ導電性ポリマーから成る層状ＰＴＣ要素およびＰＴＣ要素に直接固定さ れた２つの層状電極を含んで成るＰＴＣ回路保護デバイスに関し、また、導電性 ポリマーの凝集破壊を生じさせるように層状要素を曲げる物理的な力に、表面不 連続を有する層状要素を暴露するそのようなデバイスの製造方法に関して、本発 明を下記に記載する。しかし、下記の記載は、開示の許す限り、導電性ポリマー 要素を含んで成る他の電気デバイスおよび他の方法にも適用できるものであると 理解すべきである。 下記に記載されているように、および請求の範囲に記載されているように、ま た、添付の図面に示されているように、さらに、本発明の開示の一部を構成する 文献に記載および例示されているように、本発明は多くの特定の特徴を使用する ことができる。そのような特徴が、特定の内容において、または特定の組み合わ せの一部として開示されている場合、その特徴は、他の内容、または例えばその ような特徴の２つまたはそれ以上の他の組み合わせを含む他の組み合わせにおい ても使用することができる。 破断表面を生じる凝集破壊を要素が受けるようにする物理的な力および／また は他の力を受けることができる要素の形態で存在することを条件として、どのよ うな導電性ポリマーでも本発明に使用することができる。導電性ポリマーが脆け れば脆いほど、このような結果を得易い。カーボンブラックを高い割合、例えば 組成物に対して４０重量％の割合で含む導電性ポリマーを使用して、我々は優れ た結果を得た。導電性ポリマーが容易にスナップ（snap）しない場合、所望の結 果を得るのを補助する様々な手段を用いることができる。例えば、導電性ポリマ ーをより脆くする成分を含むように組成物を再配合することもできるし、または 、異なる方法で要素に成形することができる。温度が低ければ低いほど、導電性 ポリマーがより脆くなり、ある場合には、例えば液体窒素に通すことによって導 電性ポリマー要素を破断する前に、周囲温度以下に導電性ポリマー要素を冷却す るのが望ましい場合もある。ポリマー成分が本質的に１つまたはそれ以上の結晶 性ポリマーから成る組成物は、通常、結晶融点よりも実質的に低い温度において 容易に破断することができる。ポリマー成分が実質量の非晶質ポリマーから成る かまたはそれを含んで成る場合、要素は非晶質ポリマーのガラス転移温度よりも 低い温度においてスナップされるのが好ましい。導電性ポリマーの架橋は、ポリ マー成分の性質、架橋方法の種類、および架橋度に依存して、要素をより高い脆 さまたはより低い脆さにすることができる。導電性ポリマー中のカーボンブラッ クまたは他の導電性充填剤の量は、組成物が特定のデバイスに必要とされる抵抗 率を有するような量でなければならない。抵抗率は一般に、回路保護デバイスに 関しては可能な限り低く、例えば、１０Ω・cm未満、好ましくは５Ω・cm未満、 特に２Ω・cm未満であり、ヒーターに関しては、実質的にそれよりも高く、例え ば１０²〜１０⁸、好ましくは１０³〜１０⁶Ω・cmである。 適切な導電性ポリマー組成物が、例えば、米国特許第４２３７４４１号(van K onynenburgら)、第４３８８６０７号(Toyら)、第４４７０８９８号(Penneckら) 、第４５３４８８９号(van Konynenburgら)、第４５４５９２６号(Foutsら)、第 ４５６０４９８号(Horsmaら)、第４５９１７００号(Sopory)、第４７２４４１７ 号(Auら)、第４７７４０２４号(Deepら)、第４７７５７７８号(van Konynenburg ら)、第４８５９８３６号(Lunkら)、第４９３４１５６号(van Konynenburgら)、 第５０４９８５０号(Evansら)、第５１７８７９７号(Evansら)、第５２５０２２ ６号(Oswalら)、第５２５０２２８号(Baigrieら)、および第５３７８４０７号(C handlerら)に開示されている。 導電性ポリマーは、互いに平行で、金属部材が付着されているのが好ましい２ つの主面を有する層状要素の形態で存在するのが好ましい。多くの場合、金属部 材は、金属箔である。特に適している金属箔が、米国特許第４６８９４７５号（ Matthiesen）および第４８００２５３号（Kleinerら）に開示されている。層状 導電性ポリマー要素は、スナップすることができるどのような厚さであってもよ いが、好ましくは０.２５インチ（６.３５mm）未満、特に０.１インチ（２.５mm ）未満、とりわけ０.０５インチ（１.２５mm）未満の厚さである。 本発明のアセンブリに存在する不連続は、導電性ポリマー要素の主面に固定さ れた部材に存在するのが好ましく、それによって、アセンブリから製造されたデ バイスにおいて、導電性ポリマー要素の横面が本質的に破断表面を構成する。不 連続は、導電性ポリマーがチャンネルの底で暴露されるようにして、金属部材が 明確なセグメントに分割されるように金属部材をエッチングすることによって作 られる連続チャンネルであるのが好ましい。しかし、本発明は、導電性ポリマー の表面内に完全に入っているかまたは導電性ポリマーの表面に形成される不連続 、または、導電性ポリマー要素に固定された部材から導電性ポリマー要素の中に 延在する不連続、例えば、金属部材を通過し金属部材が付着されている導電性ポ リマー要素中に部分的に入るチャンネルの使用をも包含する。そのような場合、 横面が部分的に剪断され、部分的に破断される。 導電性ポリマー要素の主面の１つだけに固定された金属部材が存在する場合、 アセンブリの片側にのみ不連続が存在する必要がある。両方の主面に固定された 金属部材が存在する場合、不連続間の道筋に沿って導電性ポリマーが破断するよ うに配置された不連続が各金属部材中に存在する必要がある。横の破断面が主面 と直角で出会うように、これらの不連続が互いに正反対にあってもよいし、また は、横破断面が主面の１つと９０°以下の角度、例えば３０°〜９０°、好まし くは４５°〜９０°、特に６０°〜９０°で出会い、他の面と９０°以上の補角 、例えば９０°〜１５０°で出会うように、不連続が互いにある角度をなしてい てもよい。増加した道筋長さは、デバイスの電気特性に影響を及ぼす。 本発明は、様々なデバイスを製造するのに利用することができるが、特に、導 電性ポリマー要素のエッジ特性（edge properties）が大きいデバイスよりも重 要な働きをする小さいデバイスを製造するのに有用である。本発明は、例えば、 米国特許第４２３８８１２号(Middlemanら)、第４２５５７９８号(Simon)、第４ ２７２４７１号(Walker)、第４３１５２３７号(Middlemanら)、第４３１７０２ ７号(Middlemanら)、第４２３９７２６号(Middlemanら)、第４３３０７０３号(H orsmaら)、第４４２６６３３号(Taylor)、第４４７５１３８号(Middlemanら)、 第４４７２４１７号(Auら)、第４６８９４７５号(Matthiesen)、第４７８０５９ ８号(Faheyら)、第４８００２５３号(Kleinerら)、第４８４５８３８号(Jacobs ら)、第４８５７８８０号(Auら)、第４９０７３４０号(Fangら)、第４９２４０ ７４号(Fangら)、第４９６７１７６号(Horsmaら)、第５０６４９９７号(Fangら) 、第５０８９６８８号(Fangら)、第５０８９８０１号(Chanら)、第５１４８００ ５号(Fangら)、第５１６６６５８号(Fangら)、および国際特許出願第ＰＣＴ／Ｕ Ｓ９３／０６４８０号およびＰＣＴ／ＵＳ９４／１０１３７号（公開第９４／０ １８７６号および９４／０８１７６号）に開示されているような回路保護デバイ スを製造するのに特に有用である。 製造することができる他のデバイスはヒーター、特にシートヒーターであり、 電流が導電性ポリマー要素の平面に垂直に流れるヒーター、および電流が導電性 ポリマー要素の平面中に流れるヒーターの両方のヒーターを包含する。ヒーター の例が、米国特許第４７６１５４１号(Batliwallaら)および第４８８２４６６号 (Friel)に記載されている。 本発明のデバイスの中の導電性ポリマー要素は、例えば、デバイスが円形また は楕円形である場合のように、単一のカーブした横面を有することもでき、また は、デバイスが三角形、正方形、長方形、菱形、台形、六角形、Ｔ字型である場 合のように、複数の面を有することもでき、これらの形は全て、適切な不連続パ ターンを使用することによって無駄なく製造することができるという利点を有す る。円形および楕円形も本発明によって得られるが、破断工程の残留物が一般に 有用でない。 導電性ポリマー要素が、要素の平面の異なる方向に異なる電気特性を有する場 合、不連続の配向をそれらの方向に対して変化させることによって、有意に異な る特性を有するデバイスを得るのが可能であることが多い。 明確に示すために、孔およびチャンネルの大きさ、並びに部品の厚さが誇張さ れている添付の図面によって、本発明を説明する。 図１〜３は、破断線に沿ってアセンブリをスナッピングすることによって複数 のデバイスに容易に分割することができるアセンブリを示す。このアセンブリは 、ＰＴＣ導電性ポリマーから成り、複数の上部金属箔部材３０が付着されている 第一主面および下部金属箔部材５０が付着されている第二主面を有する層状ＰＴ Ｃ要素７を含んで成る。上部部材は、１つの方向に走る上部破断チャンネル３０ １、およびそれに直角の上部破断チャンネル３０２によって、互いに分離されて いる。下部部材は、１つの方向に走る下部破断チャンネル５０１、およびそれに 直角の下部破断チャンネル５０２によって、互いに分離されている。 図４〜６は、アセンブリに変換された積層プラックの部分断面略図であり、こ のアセンブリは、破線に沿って、およびそれに直角の線（図示せず）に沿ってス ナッピングすることによって本発明の複数の別個のデバイスに分割することがで きるアセンブリである。 図４は、ＰＴＣ導電性ポリマーから成り、上部金属箔部材３０が付着されてい る第一主面および下部金属箔部材５０が付着されている第二主面を有する層状Ｐ ＴＣ要素７を含んで成るアセンブリを示す。規則的パターンに配置されている複 数の丸い孔が、アセンブリを通過している。電気めっきされた金属が、孔の表面 にクロスコンダクター１を形成し、部材３０および５０の外面に金属層２を形成 する。図１〜３に示されるような（チャンネル３０２および５０２のみが図示さ れている）狭い破断チャンネル３０１、３０２、５０１、５０２によって、およ び、チャンネル３０２および５０２に平行な比較的広いチャンネル３０６および ５０６によって、金属箔部材が互いに分離されている。図５は、（ａ）チャンネ ル３０６および５０６を満たし、隣接する部材３０または５０の外面の一部の上 に延在する複数の平行分離部材８、および（ｂ）破断チャンネルのいくつかを満 たし、隣接する分離およびマスキング部材がＰＴＣ要素７と共に複数の接触領域 を規定するように配置される複数の平行マスキング部材９、をフォトレジスト法 によって形成した後の図４のアセンブリを示す。図６は、接触領域にはんだ層６ １および６２を形成するように、また、クロスコンダクターの上およびマスキン グ部材で満たされていない破断チャンネル中にはんだの層を形成するように、は んだで電気めっきした後の図５のアセンブリを示す。個々のデバイスがアセンブ リを分割することによって製造されるときに、はんだ層がクロスコンダクターに 近接してのみ重なるように接触領域が配置されていて、それによって、はんだが デバイスの上部から下部へ流れる場合に、デバイスが設置される間に、第二電極 のはんだ層に接触しないようになっているのが分かる。 図７は、図１〜３のアセンブリを破断チャンネルに沿ってスナッピングするこ とによって得られるデバイスを示す。このデバイスは、４つの横面７１（そのう ちの２つが図７に示されている）を有し、各横面は破断表面を有している。 図８は、図７のデバイスと同種のデバイスを示すが、各横面７２が、９０°未 満の角度で主面の１つに出会い、９０°より大きい角度で他の主面に出会う。そ のようなデバイスは、上部および下部破断チャンネルが互いにある角度をなして いる以外は、図１〜３に示すようなアセンブリから製造することができる。 図９は、層状ＰＴＣ導電性ポリマー要素が３つの層を有し、外部層７６がある 抵抗率を有するＰＴＣ導電性ポリマーから成り、中央層７７がより高い抵抗率を 有するＰＴＣ導電性ポリマーから成ること以外は、図８と同種のデバイスを示す 。 図１０は、図６のアセンブリを破断チャンネルにそってスナッピングすること によって得られるデバイスを示す。図１０においては、デバイスが、第一金属箔 電極１３が付着されている第一主面、第二金属箔電極５が付着されている第二主 面、および４つの横破断表面７１（そのうちの２つのみが図１０に示されている ）を有する層状ＰＴＣ要素１７を有して成る。ＰＴＣ要素の第二面には、電極１ ５に電気的につながっていない追加的な金属箔導電性部材４９も付着されている 。クロスコンダクター５１は、第一電極１３、ＰＴＣ要素１７および追加部材４ ９によって規定された孔の中に存在している。クロスコンダクターはめっき法に よって形成された中空管であり、このめっきによって、めっき工程の間に暴露さ れている電極１３、電極１５、および付加部材４９の表面上のめっき５２、５３ 、お よび５４をも生じる。さらに、はんだ層６４、６５、６６、および６７が、それ ぞれ(ａ)クロスコンダクター５１の領域中の第一電極１３、(ｂ)追加部材４９、 (ｃ)第二電極１５、および（ｄ）クロスコンダクター５１の上に存在する。 図１１〜１３は、六角形、菱形、およびＴ字型デバイスをそれぞれ有するデバ イスを製造するのに使用することができる破断チャンネルの他のパターンを示す 。 本発明を下記実施例によって説明する。実施例 ４８.６重量％高密度ポリエチレン（Petrothene(登録商標)LB 832、USIから入 手）と５１.４重量％カーボンブラック（Raven（登録商標）430、Columbian Che micalsから入入手）とをプレブレンドし、このブレンドをBanbury（登録商標） ミキサーで混合し、この混合配合物をペレットに押し出し、このペレットを３. ８cm（１.５インチ）押出機から押し出すことによって導電性ポリマー組成物を 製造し、厚さ０.２５mm（１.０１０インチ）のシートを製造した。押し出された シートを０.３１ｘ０.４１メートル（１２ｘ１６インチ）片にカットし、各片を ０.０２５mm（０.００１インチ）の厚さの電着ニッケル箔（Fukudaから入手）２ 枚の間に積み重ねた。これらの層を熱および圧力下に積層して、厚さ約０.２５m m（０.０１０インチ）のプラックを形成した。このプラックを１０Mradに照射し 、次に、下記方法によって多数のデバイスに変換した。 各デバイスに１つの穴を与える規則的パターンで、プラックに直径０.２５mm （０.０１インチ）の穴を開けた。穴を清浄にし、次に、金属箔および穴の暴露 面が無電解銅めっき、次に電解銅めっき厚さ約０.０７６mm（０.００３インチ） を得るようにプラックを処理した。 めっきプラックを清浄にした後、デバイス中の追加導電性部材と第二電極との 間の間隙に対応する平行なストリップ、および製造されるデバイスのエッジに対 応する約０.００４インチ（０.１mm）幅のストリップを除くめっき金属箔上にフ ォトレジストを用いてマスクを作った。露出ストリップをエッチングしてそれら の領域のめっき金属箔を除去し、マスクを除去した。エッチング段階がこのよう にして、付加導電性部材と第二電極との間のチャンネル、および、上部および下 部 破断チャンネルを、金属箔中に作る。 エッチングされためっきプラックを清浄にした後、マスキング材料をプラック の片側にスクリーン印刷および粘着硬化させ、次に、プラックの他方の側にスク リーン印刷および粘着硬化させた。スクリーン印刷されたマスキング材料は、ほ ぼ所望の最終パターンであるが、幾分大きめである。最終パターンは、マスク中 のマスキング材料の所望の部分を精密に光硬化（photo-curing）し、続いて完全 に硬化しなかったマスキング材料を除去するために洗浄することによって得られ る。プラックのそれぞれの側において、充分に硬化した材料が、（ａ）クロスコ ンダクターを含むストリップを除く、各デバイス中の第一電極に対応する領域、 （ｂ）エッチングされたストリップ、（ｃ）クロスコンダクターから離れた末端 のストリップを除く、第二電極に対応する領域、および（ｄ）クロスコンダクタ ーに隣接するストリップを除く、追加導電性部材に対応する領域、をマスキング した。 次に、第一電極(設置されたデバイスの上部表面を与える)に対応する領域にお いて、インクをスクリーン印刷し、続いてインクを硬化することによって、マス キング材料がマーク付けされた(例えば、電気定格および／またはロット番号)。 マスキング材料で覆われていないプラックの領域を次に、錫／鉛（６３／３７ ）のはんだで約０.０２５mm（０.００１インチ）の厚さに電解めっきした。 マスキング材料およびはんだを適用した後、プラックを２片のシリコーンゴム の間に配置し、得られる複合物をテーブルの上に載せ、次に、初めに１組の破断 チャンネルに対応する１つの方向に複合物上でローラーを回転させ、次に初めの 方向に直角の方向にローラーを回転させることによって、プラックを個々のデバ イスに破断した。複合物のもう一方の側を上にして複合物をテーブルの上に載せ 、前記手順を繰り返した。複合物を開くと、デバイスのほとんどが隣接するデバ イスから完全に分離されており、完全に分離されなかった少しのデバイスは手で 容易に分離することができた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トンプソン，マーク・エス アメリカ合衆国94070カリフォルニア州 サン・カルロス、グリーンウッド・ドライ ブ 2049番 (72)発明者 トス，ジェイムズ アメリカ合衆国94070カリフォルニア州 サン・カルロス、クレストビュー・コート 107番 (72)発明者 ビードリング，ウィリアム・カードウェル アメリカ合衆国95148カリフォルニア州 サンノゼ、マーテン・アベニュー3170番

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．デバイスであって、 （ａ）（ｉ）ポリマー成分、および（ii）ポリマー中に分散された導電性粒子 を含んで成る組成物から成り； （ｂ）少なくとも１つの破断表面を有する； 要素を有して成るデバイス。 ２．（１）層状導電性ポリマー要素であって、 （ａ）（ｉ）ポリマー成分、および（ii）導電性粒子を、組成物が２３℃にお いて１０⁶Ω・cm未満の抵抗率を有するような量で含んで成る組成物から成り、 （ｂ）第一主面、第一主面に平行な第二主面、および、第一主面と第二主面と の間を通り、少なくともその一部が破断表面を有する少なくとも１つの横面を有 する、 層状導電性ポリマー要素； （２）（ｉ）導電性ポリマー要素の第一主面と接触する内部面、および（ii）外 部面、を有する第一層状電極；および （３）（ｉ）導電性ポリマー要素の第二主面と接触する内部面、および（ii）外 部面、を有する第二層状電極； を有して成る請求項１に記載のデバイス。 ３．各電極が金属箔であり、導電性ポリマー要素が、それぞれが第一主面およ び第二主面の間を通過し、破断表面を有する１つまたはそれ以上の横面から成る 周囲を有する請求項２に記載のデバイス。 ４．前記周囲が、実質的に真っ直ぐな４つの横面からなり、各横面が、主面に 対して４５°〜１３５°、好ましくは、主面に対して実質的に９０°の角度であ る請求項３に記載のデバイス。 ５．導電性ポリマー要素が、２３℃において１０Ω・cm未満の抵抗率を有する ＰＴＣ導電性ポリマーの単一層から成る請求項２〜４のいずれか１つに記載のデ バイス。 ６．（４）追加の金属箔導電性部材であって、 （ａ）（ｉ）ＰＴＣ要素の第二主面と接触する内部面、および（ii）外部面を 有し、 （ｂ）第二電極から間隔を開けている、 追加の金属箔導電性部材； ＰＴＣ要素、第一電極、および追加導電性部材が、第一電極と追加導電性部材と の間を通過するＰＴＣ要素を貫く孔を規定し； （５）横断導電性部材であって、 （ａ）金属から成り、 （ｂ）孔の中に位置し、 （ｃ）物理的および電気的に、第一電極および追加導電性部材に連結されてい る、 横断導電性部材； をさらに有してなる請求項２〜４のいずれか１つに記載のデバイス。 ７．（６）追加導電性部材の外部面に固定されたはんだの第一層； （７）第二電極の外部面に固定されたはんだの第二層； （８）分離部材であって、 （ａ）固体の不導性部材から成り、 （ｂ）第一はんだ層と第二はんだ層の間に位置し、 （ｃ）はんだ層が溶融する温度において固体のまま維持する； 分離部材； （９）横断導電性部材のまわりの第一電極の外部面に固定されたはんだの第三層 ；ならびに （１０）マスキング部材であって、 （ａ）固体材料から成り、 （ｂ）はんだの第三層に隣接する第一電極の外部面に固定されている、 マスキング部材； をさらに有して成る請求項６に記載のデバイス。 ８．請求項１〜７のいずれか１つに記載のデバイスの製造方法であって、 （１）（ａ）（ｉ）ポリマー成分、および（ii）ポリマー成分中に分散された導 電性粒子、を含んで成る組成物から成る要素を含んで成り、（ｂ）導電性ポリマ ー要素の中あるいはそれに隣接して１つまたはそれ以上の不連続を有する、アセ ンブリを形成する；および （２）不連続に関連する道筋に沿って導電性ポリマー要素の凝集破壊を生じさせ る処理によって、アセンブリを２つまたはそれ以上の部分に分離する； ことを含んで成る製造方法。 ９．アセンブリが （Ａ）層状導電性ポリマー要素であって、 （ａ）ポリマー成分、およびポリマー成分中に分散された導電性粒子を、組成 物が２３℃において１０⁶Ω・cm未満の抵抗率を有するような量で含んで成る組 成物から成り、 （ｂ）第一主面、および第一主面に平行な第二主面を有する、 層状導電性ポリマー要素； （Ｂ）複数の上部層状導電性部材であって、各部材が、（ａ）導電性ポリマー要 素の第一主面と接触する内部面および（ｂ）外部面を有し、上部導電性部材が、 導電性ポリマー要素の中間部分と共に、複数の上部破断チャンネルを規定してい る部材；および （Ｃ）複数の下部層状導電性部材であって、各部材が、（ａ）導電性ポリマー要 素の第二主面と接触する内部面および（ｂ）外部面を有し、この下部導電性部材 が、導電性ポリマー要素の中間部分と共に、複数の下部破断チャンネルを規定し ている部材； を有して成るアセンブリであり、 方法の段階（２）が、それぞれが上部破断チャンネルの１つと下部破断チャンネ ルの１つとの間を通過する複数の道筋に沿って、導電性ポリマー要素を破断させ る物理的な力をアセンブリに加えることを含んで成る請求項８に記載の方法。 １０．アセンブリであって、 （Ａ）層状導電性ポリマー要素であって、 （ａ）ポリマー成分、およびポリマー成分中に分散された導電性粒子を含んで 成る組成物から成り、 （ｂ）第一主面、および第一主面に平行な第二主面を有する、 層状導電性ポリマー要素； （Ｂ）複数の上部層状導電性部材であって、各部材が、（ａ）導電性ポリマー要 素の第一主面と接触する内部面および（ｂ）外部面を有し、上部導電性部材が、 導電性ポリマー要素の中間部分と共に、複数の上部破断チャンネルを規定してい る部材；および （Ｃ）複数の下部層状導電性部材であって、各部材が、（ａ）導電性ポリマー要 素の第二主面と接触する内部面および（ｂ）外部面を有し、この下部導電性部材 が、導電性ポリマー要素の中間部分と共に、複数の下部破断チャンネルを規定し ている部材； を有して成るアセンブリ。