KR20190037266A - 통합된 리셋 가능한 온도 퓨즈를 구비한 커넥터 - Google Patents

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Abstract

전자 장치와 전자 통신을 제공하기 위한 커넥터를 개시한다. 상기 커넥터는 비도전성 물질 및 도전성 물질의 레이어를 포함하는 기판을 포함할 수 있다. 상기 커넥터는 상기 기판에 실장되고 상기 도전체와 전기적으로 연결되는 인터페이스 부재를 포함할 수 있다. PTC(positive temperature coefficient) 퓨즈는 상기 기판에 내장되고, 상기 도전체 및 상기 인터페이스 부재와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 PTC 퓨즈의 적어도 일부는 상기 인터페이스 부재의 바로 아래에 배치될 수 있다.

Description

통합된 리셋 가능한 온도 퓨즈를 구비한 커넥터
이 기술분야는 통합된 리셋 가능한 온도 퓨즈를 구비한 커넥터에 관련된 것으로써, 특히 통합된 PTC(positive temperature coefficient) 퓨즈를 구비한 커넥터에 관한 것이다.
다양한 형태의 전자 장치는 상기 전자 장치가 여러 종류의 주변 장치에 연결될 수 있도록 하는 하나 이상의 포트를 포함할 수 있다. 전자 장치 또는 (랩탑 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터 장치 등과 같은) 컴퓨터 장치는 원하는 주변 장치와 관련된 전선에 접속하는 포트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 주변 장치는 다른 컴퓨터 장치, 외부 마우스 또는 키보드, (휴대용 메모리 스틱과 같은) 메모리 장치, (전원 코드 용 변압기와 같은) 전원 공급 전자 장치, 및/또는 임의의 다른 적절한 유형의 주변장치를 포함할 수 있다.
케이블이 포트에 삽입될 때, 데이터는 케이블의 하나 이상 데이터 라인을 따라 주변장치와 전자 장치 사이에서 교환될 수 있고/있거나, 전력은 케이블의 하나 이상의 전력선을 따라 주변장치와 전자장치 사이에서 전달될 수 있다. 일부 구성에서, 케이블을 따라 전기 에너지의 전달은 전자장치 및/또는 주변장치 내의 과열 및/또는 과전류를 초래할 수 있다. 이러한 과열 및/또는 과전류 상태는 전자장치 및/또는 주변 장치를 손상시킬 수 있다. 따라서, 케이블의 과도한 온도 및/또는 전류로 인해 야기되는 손상을 감소시키거나 제거할 필요가 있다.
일 구현예에서, 전자 장치와 전자적 통신을 제공하기 위한 커넥터가 개시된다. 상기 커넥터는 비도전성 물질 및 도전성 물질의 패터닝된 레이어를 포함하는 기판을 포함할 수 있다. 상기 커넥터는 상기 기판 상에 실장(mounted)되고 상기 도전성 물질과 전기적으로 연결된 인터페이스 부재를 포함할 수 있다. PTC(positive temperature coefficient) 퓨즈는 상기 기판에 내장될 수 있고 상기 도전성 물질 및 상기 인터페이스 부재와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 PTC 퓨즈의 적어도 일부는 상기 인터페이스 부재의 바로 아래에 배치될 수 있다.
일 구현예에서, 전자 장치와 전자적 통신을 제공하기 위한 커넥터가 개시된다. 상기 커넥터는 비도전성 물질 및 도전성 물질의 패터닝된 레이어를 포함하는 기판을 포함할 수 있다. 상기 커넥터는, 상기 기판 상에 실장되고 상기 도전성 물질과 전기적으로 연결된 인터페이스 부재를 포함할 수 있다. 상기 커넥터는, 상기 기판에 내장되고 상기 도전성 물질 및 상기 인터페이스 부재와 전기적으로 연결된 리셋 가능한 온도 퓨즈를 포함할 수 있다. 상기 리셋 가능한 온도 퓨즈의 적어도 일부분은 상기 인터페이스 부재의 바로 아래에 배치될 수 있다.
다른 구현예에서, 전자 장치와 전자적 통신을 제공하기 위한 커넥터가 개시된다. 상기 커넥터는 비도전성 물질 및 도전성 물질의 패터닝된 레이어를 포함하는 기판을 포함할 수 있다. 상기 커넥터는, 상기 기판의 상부 표면 상에 실장되고 도전성 물질과 전기적으로 연결된 인터페이스 부재를 포함할 수 있다. 상기 커넥터는, 상기 기판의 상부 표면에 실장되고 상기 도전성 물질 및 상기 인터페이스 부재와 전기적으로 연결된 리셋 가능한 온도 퓨즈를 포함할 수 있으며, 상기 리셋 가능한 온도 퓨즈는 상기 인터페이스 부재에 근접하게 측 방향으로 오프셋된다. 상기 커넥터는 상기 인터페이스 부재와 상기 리셋 가능한 온도 퓨즈 사이의 전자적 통신을 제공하는 도전성 탭을 포함할 수 있고, 상기 도전성 탭은 상기 기판의 상부 표면 상에 배치된다.
다른 구현예에서, 커넥터를 제조하는 방법이 개시된다. 상기 방법은 비도전성 물질 및 도전성 물질의 패턴닝된 레이어, 및 상기 기판에 실장되고 상기 도전성 물질과 전기적으로 연결되는 온도 퓨즈를 포함하는 기판을 제공하는 것을 포함할 수 있다. 상기 방법은 인터페이스 부재를 상기 기판 상에 실장하는 것을 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 인터페이스 부재를 상기 도전성 부재 및 상기 리셋 가능한 온도 퓨즈와 전기적으로 연결하는 것을 포함할 수 있다. 상기 리셋 가능한 온도 퓨즈의 적어도 일부는 상기 인터페이스 부재의 바로 아래에 배치될 수 있다.
상기 모든 구현예는 본 명세서에 개시된 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 의도된다. 상기 구현예 및 다른 구현예는 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 구현예의 다음의 상세한 설명으로부터 통상의 기술자에게 쉽고 명백할 것이고, 본 발명은 개시된 특정의 바람직한 구현예(들)에 한정되지 않는다.
본 발명의 특정 구현 예는 예시의 형태로 제공되는 다음의 도면을 참조하여 설명될 것이고, 이로 제한되지 않는다.
도 1A는 다양한 구현예에 따른 커넥터의 사시도이다.
도 1B는 도 1A에 도시된 커넥터의 일부의 측 단면도이다.
도 2A는 다양한 구현예에 따른 기판의 평면도이다.
도 2B는 도 2A에 도시된 기판의 측 단면도이다.
도 3은 다른 구현예에 따른 커넥터의 사시도이다.
도 4는 다양한 구현예에 따른 케이블과 결합된 커넥터의 사시도이다.
본 명세서에서 개시된 다양한 구현예는 통합된 열에 의해 리셋되는 퓨즈, 예를 들어, PTC(positive temperature coefficient) 소자 또는 퓨즈를 갖는 커넥터와 관련된 것이다. 예를 들어, 상술한 바와 같이, 다양한 유형의 전자 장치는 하나 이상의 데이터 라인을 따라 주변 장치와 데이터를 교환할 수 있고, 하나 이상의 전원 라인을 따라 주변 장치로 전력을 전송할 수 있다. 이러한 장치에서, 보다 큰 전자 장치 및/또는 주변 장치의 손상 위험을 줄이기 위해 커넥터가 과도한 온도 및/또는 전류를 겪지 않도록 하는 것이 중요할 수 있다. 본 명세서에서 보다 큰 장치 및 주변 장치에 대한 언급은 단지 예에 불과하고, 제한하려는 것이 아님을 유의해야 한다. 통상의 기술자는 본 명세서에 설명된 커넥터가, 다수의 상이한 유형의 장치 중 임의의 장치를 연결할 수 있는 USB(universal serial bus) 케이블과 같은 데이터/전원 케이블을 포함하는 수많은 상이한 용도에 사용될 수 있음을 인식할 것이다. 작동 중에 제1 전자 장치와 제2 전자 장치를 연결하는 역할을 하는 것으로 설명되지만, 본 명세서에 설명된 커넥터는 임의의 전자 장치에 연결되지 않을 수 있는 USB 케이블과 같은 케이블에 존재할 수 있는 것으로도 이해될 수 있다.
일부 구현예에서, 예를 들어, 커넥터는, 비도전성 물질 및 비도전성 물질과 함께 형성된 도전체를 포함하는 기판을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 기판은 비도전성 물질(예: “프리프레그(prepreg)”로도 알려진 FR4 또는 FR5) 및 도전성 물질(예: 구리와 같은 금속)의 레이어가 함께 적층된 PCB(printed circuit board)를 포함할 수 있다. 또한, 커넥터는 상기 기판에 실장되고 상기 도체에 전기적으로 연결되는 인터페이스 부재를 포함할 수 있다. 상기 인터페이스 부재는 (예를 들어, 하나 이상의 데이터 라인을 통해) 전자 장치로 및/또는 전자 장치로부터 데이터 통신을 제공하고/제공하거나, (예를 들어, 하나 이상의 파워 라인을 통해) 전자 장치에 전력을 제공하고/제공하거나, 전자 장치로부터 전력을 끌어오는 다양한 입출력(I/O) 단자를 포함할 수 있다. 또한, 커넥터는 상기 기판에 내장되고 상기 도전체 및 상기 인터페이스 부재와 전기적으로 연결된 PTC 소자를 포함할 수 있다. 상기 PTC 소자의 적어도 일부는 인터페이스 부재의 바로 아래에 배치될 수 있다.
본 명세서에 개시된 커넥터는 USB 표준을 사용하는 케이블 및 장치와 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 개시된 커넥터는 하나 이상의 데이터 라인 및/또는 하나 이상의 전력 라인을 갖는 케이블에 통합될 수 있다. 본 명세서에서 개시된 구현예는 임의의 적합한 USB 표준의 버전과 함께 또한 사용될 수 있다. 예로써, 개시된 구현예는 4개의 입출력 단자(2개는 전력용, 2개는 데이터용)가 사용되는 USB 2.0의 연결에 사용될 수 있다. 또한, 개시된 구현예는 10개의 입출력 단자(8개는 데이터용, 2개는 전력용)가 제공되는 USB 3.1에 사용될 수 있다. 일부 구성에서, 개시된 구현예는 USB 3.1에 사용될 수 있다. 실제로, 본 명세서에 개시된 커넥터는 임의의 적합한 버전의 USB, 및 실제로 다른 표준에 부합하는 케이블 및 장치와 함께 이용될 수 있다. 커넥터는 데이터 라인(들)을 통해 전자 장치로 및/또는 전자 장치로부터 데이터를 전송하고, 전력 라인(들)을 통해 전자 장치로 전력을 공급하고/공급하거나 전자 장치로부터 전력을 끌어오기 위해 전자 장치에 제거 가능하도록 삽입될 수 있다. 다른 구현예에서, 커넥터는 메모리 스틱, 컴퓨터 장치(computing device) 등과 같은 케이블 이외의 장치에 통합될 수 있다. 이에 따라, 일부 구현예에서, 커넥터는 케이블과 통합될 수 있고, 다른 구현예에서는, 커넥터는 특정 전자 장치와 통합될 수 있다. 다양한 구현예에서, 커넥터는 수형 커넥터를 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 커넥터는 암형 커넥터를 포함할 수 있다.
다양한 장치에서, 커넥터는 상승된 온도 및/또는 과도한 전류를 겪을 수 있다. 예를 들어, 전력선(들)을 따라 급격하게 흐르는 전류는 전자 장치 및/또는 상기 전자 장치에 연결된 주변 전자 장치에 손상을 줄 수 있다. 상기 전자 장치 및/또는 상기 주변 장치의 손상을 완화 또는 방지하는 한가지 방법은 리셋 가능한 온도 표즈로 역할을 하는 PTC 소자를 커넥터에 통합하는 것이다. 퓨즈는 물질의 온도가 증가함에 따라 통상적으로 도전성 물질의 저항이 증가하는 PTC 물질(material)을 포함할 수 있다. PTC 소자에 사용되는 이러한 물질의 예로는 도전성 충진제를 분산시켜 전기적 도전성으로 만들어지는 유기 중합체를 들 수 있다. 이러한 중합체는 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 및 에틸렌(ethylene)/프로필렌(propylene) 공중합체와 같은 폴리올레핀(polyolefin)을 포함할 수 있다. 도전성 충진제는 카본 블랙(carbon black) 및 금속 분말을 포함할 수 있다. 일부 장치에서, PTC 퓨즈는 도전층(conductive layer) 사이에, 예를 들어 상부 및 하부 금속 포일(foil) 전극 사이에, 끼어진 도전성 중합체 PTC 물질의 레이어를 포함한다.
소정의 값 아래의 온도에서, PTC 소자는 상대적으로 낮은 (상대적으로 일정할 수 있는) 비저항(resistivity)을 나타낼 수 있다. 그러나 PTC 소자의 온도가 소정의 온도를 초과하여 상승하면, PTC 소자의 물질의 비저항이 급격히 상승하게 된다. 다양한 구현예에서, 예를 들어, PTC 소자를 통과하는 전류를 현저히 방해하는 정도로 비저항이 증가할 수 있다. PTC 소자 내의 물질의 온도가 미리 지정된 온도 아래로 냉각되면, 비저항은 전류가 현저한 손실 없이 통과할 수 있도록 낮은 값으로 되돌아 간다. 이에 따라, PTC 소자의 히스테리시스(hysteresis) 특성으로 인해, PTC 소자는 전류가 작은 비저항의 상기 PTC 소자를 통과하는 제1 정상 동작 상태에서 사용될 수 있다. PTC 소자의 온도가 과열 또는 과전류 조건을 나타내기 위한 소정의 온도 이상으로 상승하면, PTC 소자는 연결된 장치(들)을 보호하기 위해 전류가 상기 PTC 소자를 거의 통과하지 않는 제2 결함 상태로 전환한다. 온도가 원하는 레벨로 떨어지면, PTC 소자가 정상 동작 상태로 되돌아 갈 수 있다. 다양한 구현예에서, PTC 소자가 제1 상태에서 제2 상태로 전환하는 소정의 온도는 65℃ 내지 170℃ 범위 내에 있다. 일부 구현예에서, PTC 소자가 제1 상태에서 제2 상태로 전환하는 소정의 온도는 65℃ 내지 90℃ 범위 내, 65℃ 내지 80℃ 범위 내, 또는 68℃ 내지 72℃ 범위 내에 있다. 일부 구현예에서, PTC 소자가 제1 상태에서 제2 상태로 전환하는 소정의 온도는 100℃ 내지 170℃ 범위 내, 110℃ 내지 150℃ 범위 내, 또는 115℃ 내지 125℃ 범위 내에 있다. 다양한 장치에서, 온도 및/또는 전류는 PTC 소자가 제1 상태에서 제2 상태로 전환할 때를 정의하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, PTC 소자는 1A 내지 5A 범위 내, 2A 내지 4A 범위 내, 또는 2.5A 내지 3.5A 범위 내의 전류에서 제1 상태로부터 제2 상태로 전환할 수 있다. 임의의 개시된 구현예들과 함께 사용될 수 있는 PTC 소자 및 물질의 추가 세부 사항은 미국 특허 공보 제US2006/0055501호에 개시되어 있으며, 상기 개시 내용은 전체적으로 그리고 모든 목적을 위해 본 명세서에 포함된다.
도 1A는 다양한 구현예에 따른 커넥터(1)의 개략적인 사시도이다. 도 1B는 커넥터(1)의 일부의 개략적인 측 단면도이다. 커넥터(1)는 제1 전자 장치와 제2 전자 장치 사이에 전자 통신(예를 들어, 데이터 통신 및/또는 전력을 포함함)을 제공하도록 구성될 수 있다. 상술한 바와 같이, 제1 전자 장치는 (랩탑 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터 장치 등과 같은) 컴퓨터 장치, 이미징 시스템, 오디오 시스템 등을 포함할 수 있다. 제2 전자 장치는 다른 장치, 예를 들어, 외부 마우스 또는 키보드, (휴대용 메모리 장치와 같은) 메모리 장치, (전원 코드를 위한) 전원 공급 전자 장치, 이미징 시스템, 오디오 시스템 및/또는 임의의 적절한 유형의 주변 장치를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 커넥터(1)는 USB 2.0 또는 USB 3.1과 같은 usb.org에 개시된 USB 표준을 따를 수 있다.
커넥터(1)는 기판(3) 및 기판(3)의 상부 표면(11)에 실장된 인터페이스 부재(2)를 포함할 수 있다. 단순한 블록으로 개략적으로 도시된 인터페이스 부재(2)는 (예를 들어, 하나 이상의 데이터 라인을 통해) 전자 장치로 및/또는 전자 장치로부터 데이터 통신을 제공하고/제공하거나, (예를 들어, 하나 이상의 전력 라인을 통해) 전자 장치로 전력을 제공하고/제공하거나, 전자 장치로부터 전력을 끌어오는 다양한 입출력 단자를 포함할 수 있다. 다양한 구현예에서, 인터페이스 부재(2)는 제1 전자 장치와 제2 전자 장치 사이에 기계적 연결 및 전자 통신을 제공하도록 전자 장치의 대응 부분에 제거 가능하도록 삽입될 수 있다 (또는, 수신할 수 있다). 이에 따라, 인터페이스 부재(2)는 데이터 및/또는 전자 장치와의 전자 통신을 위한 입출력 단자뿐만 아니라, 상기 전자 장치에 기계적으로 연결하기 위한 적절한 기계적 연결 또는 래치(latch)를 포함할 수 있다. 커넥터(1)는 케이블(예: USB케이블)의 종단에 형성될 수 있거나, 또는 전자 장치 중 하나로부터(예: 메모리 스틱으로부터) 일체로 연장될 수 있다. 기판(3)은 차례로 커넥터(1)를 케이블 배선 또는 커넥터가 통합된 전자 장치와 전기적으로 연결할 수 있다.
도 1B에 도시된 바와 같이, 기판(3)은 하나 이상의 패터닝된 레이어, 예를 들어 비도전성 물질(6), 및 비도전성 물질(6)과 함께 형성되고/형성되거나 비도전성 물질(6)에 내장되는 하나 이상의 도전체(예: 제1 도전체(10) 및 제2 도전체(15))를 포함하는 도전성 물질을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 기판(3)은, 도전체(10,15)가 (FR-4 또는 FR-5보드와 같은) 비도전성 물질(6)에 내장될 수 있는 PCB(printed circuit board) 기판과 같은 적층 기판(laminate substrate)을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 기판(3)은 플렉서블(flexible) 기판을 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 기판(3)은 하나 이상의 도전체와 함께 형성된 세라믹 비도전성 물질과 같은 임의의 적절한 유형의 물질을 포함할 수 있다. 제1 도전체(10) 및 제2 도전체(15)는 (예: 인터페이스 부재(2)로부터 제2 전자 장치로 연장된 케이블을 통해) 인터페이스 부재(2)와 제1 전자 장치 사이에 신호를 전송하기 위한 금속 트레이스(trace) 및/또는 접촉 패드(pad)로써 역할을 할 수 있다.
도 1A 및 도 1B에 도시된 바와 같이, 커넥터(1)는 열적으로 리셋 가능한 온도 표즈(18)를 포함할 수 있다. 도 1A 및 도 1B의 퓨즈(18)는 제1 금속 전극(17a)와 제2 금속 전극(17b) 사이에 끼어진 PTC 물질(4)을 포함할 수 있다. 예를 들어, PTC 물질(4)은 정상 동작 조건하에서 전도하지만, 트립(trip) 임계 온도 초과하면 절연되는 도전성 입자(예: 카본 블랙)로 충진된 폴리머 물질을 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 퓨즈(18)는 온도가 리셋 임계치 아래로 떨어지면 퓨즈(18)가 도전성이 될 수 있도록 히스테리시스(hysteresis) 거동을 나타낼 수 있다. 두개의 전극(17a, 17b)과 PTC 물질(4)은 함께, 인터페이스 부재(2) 바로 아래에 배치되고 수평으로 겹쳐진 퓨즈(18)를 형성한다. 퓨즈(18)의 PTC 물질(4)과 인터페이스 부재(2) 사이에 높은 열 도전성이 존재하도록 PTC 물질(4)을 (큰 전자 장치에 연결된) 인터페이스 부재(2)에 가능한 가깝게 위치시키는 것이 중요할 수 있다. 반면, PTC 물질(4)가 커넥터(1)로부터 먼 거리에 위치하게 되면, PTC 물질(4)의 온드는 커넥터(1)의 온도와 상당히 다를 수 있다. 이에 따라, 도 1A 및 도 1B에 도시한 바와 같이, 퓨즈(18)의 적어도 일부는 기판(3)에 수직한 평면이 인터페이스 부재(2) 및 PCT 물질(4)의 적어도 일부를 통과하도록 인터페이스 부재(2)의 바로 아래에 위치될 수 있다. 일부 구현예에서, 퓨즈(18)의 단지 일부는 인터페이스 부재(2)의 바로 아래에 배치되고, 퓨즈(18)의 다른 일부는 인터페이스 부재(2)의 외측에 배치된다. 다른 구현예에서, 퓨즈(18) 전체는 인터페이스 부재(2)의 바로 아래 배치될 수 있다. 다른 구현예에서, 퓨즈(18)는 기판(3)보다 작거나 클 수 있고, 기판(3)과 대략 동일한 사이즈일 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 퓨즈(18)는 기판(3)에 대해 상대적으로 충분한 크기가 있어 퓨즈(18)와 기판(3) 사이에 적어도 부분적으로 측면 중첩을 제공할 수 있다.
일부 구현예에서, 퓨즈(18)는 퓨즈(18)가 기판(3)의 상부 표면(11)으로 노출되지 않도록 완전히 내장될 수 있다. 이러한 구성에서, 예를 들어, 퓨즈(18)는 비도전성 물질(6)의 서로 상이한 레이어 사이에 끼어질 수 있다. 퓨즈(18)는 제1 도전체(10) 및 인터페이스 부재(2)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 인터페이스 부재(2)(도 1B에서 점선으로 개략적으로 도시됨)는 기판(3)의 상부 표면(11)에 노출된 제1 도전체(10)의 접촉 패드(8)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 인터페이스 부재(2)는 솔더, 도전성 에폭시 등과 같은 임의의 적합한 도전성 인터커넥트(16)로 접촉 패드(8)에 부착될 수 있다. 제1 도전성 비아(7a)는 비도전성 물질(6)을 통과하여 퓨즈(18)의 제1 전극(17a)을 노출시킴으로써, 제1 도전체(10)가 인터페이스 부재(2)와 퓨즈(18) 사이의 전자 통신을 제공한다.
또한, 도 1B에 도시된 바와 같이, 제2 도전체(15)는 비도전성 물질(6)로 형성될 수 있고, 제2 비아(7b)는 비도전성 물질(6)을 통과하여 퓨즈(18)의 제2 전극(17b)을 노출시킴으로써, 제2 도전체(15)가 퓨즈(18)와 제2 전자 장치 사이의 전자 통신을 제공한다. 도 1B에 도시된 바와 같이, 제2 도전체(15)는 기판(3)의 하부 표면(12)에 또는 그 부근에 배치될 수 있다.
도 1A 내지 1B의 구현예에서, 제1 도전체(10) 및 제2 도전체(15)는 제1 전자 장치와 제2 전자 장치 사이에 커넥터(1)를 통해 전류를 공급하는 전력 라인의 일부를 형성할 수 있다. 예를 들어, 동작 중에 전류는 접촉 패드(8), 제1 비아(7a), 퓨즈(18)의 제1 전극(17a), 퓨즈(18)의 PTC 물질(4), 퓨즈(18)의 제2 전극(17b), 및 제2 비아(7b)를 통해 인터페이스 부재(2)와 제2 도전체(15) 사이를 흐를 수 있다. 제2 도전체(15)는 제2 전자 장치로 및/또는 제2 전자 장치로부터 전류를 전달할 수 있다. 인터페이스 부재(2)는 커넥터(1)가 연결될, 제1 전자 장치로 및/또는 제1 전자 장치로부터 전류를 전달할 수 있다.
제2 인터페이스 부재(2)가 과도한 온도 및/또는 전류를 겪는다면, 제1 도전성 비아(7a)는 PTC 소자(4)가 가열될 수 있는 짧은 열적 경로를 제공할 수 있다. 유익하게는, 인터페이스 부재(2)의 바로 아래, 및 인터페이스 부재(2)에 근접하게 퓨즈(18)의 적어도 일부분을 위치시켜 PTC 소자(4)의 온도는 인터페이스 부재(2)의 온도를 밀접하게 추적할 수 있고, 상당한 열이 비도전성 물질(6)을 통해서도 전달될 수 있다. 예를 들어, 다양한 구현예에서 퓨즈(18)는 인터페이스 부재(2)의 아래에 (예를 들어, 퓨즈(18)의 상부 표면과 인터페이스 부재(2)의 하부 표면 사이로 정의된) 거리만큼 이격되므로써, 동작 중 인터페이스 부재(2)와 PTC 소자(4) 사이의 온도 차이가 5℃ 내지 55℃ 범위 내이거나, 특히 10℃ 내지 50℃ 범위, 예를 들어, 10℃ 내지 40℃ 범위 내이다. 일부 구현예에서, 퓨즈(18)는 인터페이스 부재(2)의 아래에 일정 거리만큼 이격됨으로써, 동작 중에 인터페이스 부재(2)와 PTC 소자(4) 사이의 온도 차이가 5℃ 내지 20℃ 범위 내, 5℃ 내지 15℃ 범위 내, 또는 8℃ 내지 12℃ 범위 내이다. 일부 구현예에서, 퓨즈(18)는 인터페이스 부재(2)의 아래에 일정 거리만큼 이격됨으로써, 동작 중에 인터페이스 부재(2)와 PTC 소자(4) 사이의 온도 차이가 40℃ 내지 50℃ 범위 내, 또는 43℃ 내지 50℃ 범위 내이다. 일부 구현예에서, PTC 소자(4)는 5mm 미만의 거리만큼, 또는 특히 3mm 미만의 거리만큼, 예를 들어, 1mm 미만의 거리만큼 인터페이스 부재(2)의 아래에 이격될 수 있다. 예를 들어, PTC 소자(4)는 0.1mm 내지 5mm 범위 내, 0.1mm 내지 3mm 범위 내, 0.1mm 내지 2mm 범위 내, 0.1mm 내지 1mm 범위 내, 0.2mm 내지 1mm 범위 내, 0.3mm 내지 1mm 범위 내, 0.3mm 내지 0.9mm 범위 내, 0.4mm 내지 1mm 범위 내, 또는 0.4mm 내지 0.9mm 범위 내 거리만큼 인터페이스 부재(2)의 아래에 이격될 수 있다.
본 명세서에서 설명된 바와 같이, 퓨즈(18)는 저 저항 상태 및 고 저항 상태를 갖을 수 있어서, 인터페이스 부재(2)의 온도가 소정의 온도를 초과할 때, 퓨즈(18)가 저 저항 상태에서 고 저항 상태로 이동하도록 구성된이다. 인터페이스 부재(2)의 상기 소정의 온도는 65℃ 내지 170℃ 범위 내, 65℃ 내지 120℃ 범위 내, 또는 70℃ 내지 100℃ 범위 내, 65℃ 내지 90℃ 범위 내, 65℃ 내지 80℃ 범위 내, 또는 68℃ 내지 72℃ 범위 내일 수 있다. 일부 구현예에서, 인터페이스 부재(2)의 소정의 온도는 100℃ 내지 170℃ 범위 내, 110℃ 내지 150℃ 범위 내, 또는 115℃ 내지 125℃ 범위 내일 수 있다. 퓨즈(18)는 비대칭 히스테리시스 특징을 나타남으로써, 인터페이스 부재(2)의 제2 소정의 온도가 50℃ 미만, 예를 들어, 40℃ 미만일 때 고 저항 상태에서 저 저항 상태로 이동하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 퓨즈(18)는 인터페이스 부재(2)의 소정의 온도가 20℃ 내지 50℃ 범위 내, 25℃ 내지 40℃ 범위 내, 또는 30℃ 내지 40℃ 범위내 일 때, 고 저항 상태에서 저 저항 상태로 이동하도록 구성될 수 있다.
일부 구현예에서, 퓨즈(18)는 저 저항 상태 및 고 저항 상태를 가질 수 있어, 퓨즈(18)의 온도가 소정의 온도를 초과할 때 저 저항 상태에서 고 저항 상태로 이동하도록 구성될 수 있다. 퓨즈(18)의 소정의 온도는 65℃ 내지 170℃ 범위 내, 65℃ 내지 120℃ 범위 내, 70℃ 내지 100℃ 범위 내, 65℃ 내지 90℃ 범위내, 65℃ 내지 80℃ 범위 내, 또는 68℃ 내지 72℃ 범위 내일 수 있다. 일부 구현예에서, 인터페이스 부재(2)의 소정의 온도는 100℃ 내지 170℃ 범위 내, 110℃ 내지 150℃ 범위 내, 또는 115℃ 내지 125℃ 범위 내일 수 있다. 퓨즈(18)는 퓨즈(18)의 제2 소정의 온도가 55℃ 미만, 예를 들어, 50℃ 미만일 때, 고 저항 상태에 저 저항 상태로 이동하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 퓨즈(18)는 퓨즈(18)의 소정의 온도가 25℃ 내지 55℃ 범위 내, 30℃ 내지 50℃ 내, 또는 35℃ 내지 45℃ 범위 내에 있을 때, 고 저항 상태에서 저 저항 상태로 이동하도록 구성될 수 있다.
PTC 물질(4)의 온도가 소정의 온도를 넘어 상승함에 따라, 퓨즈(18)의 저항이 그에 맞춰 증가하여, 전류가 PTC 물질(4)을 통해 흐르는 것을 상당히 방해할 수 있다. 결함 상태에서 PTC 물질(4)의 고 저항은 전자 장치 및/또는 주변 장치를 보호하는 역할을 할 수 있다. 과전류 및 과열 고장 상태가 진정되면서, PTC 물질(4)의 온도 또한 낮아진다. 이에 맞추어, PTC 물질(4)의 온도 강하는 퓨즈(18)의 저항을 감소시킬 수 있어, 더 많은 전류가 인터페이스 부재(2)와 제2 도전체(15) 사이의 퓨즈(18)를 통과할 수 있게 한다.
(컨덕터(10, 15)와 관련하여) 단지 하나의 전력선 만이 도시되어 있지만, 다양한 구현예에서, 예를 들어, 접지선 및 전력 공급선을 제공하기 위해 추가적인 전력선이 제공될 수 있다. 또한, 도시되진 않았지만, 인터페이스 부재(2)와 주변 장치 사이에 데이터를 전송하기 위해 하나 이상의 데이터 라인이 기판(3)에 제공될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 하나 이상의 데이터 라인은 기판의 상부 표면(11)에 또는 그 근처에 제공될 수 있다. 이에 따라, 일부 구성에서, 데이터 라인(들)은 상부 표면(11)을 따라 또는 그 근처에 제공될 수 있고, 파워 라인(들)은 기판(3) 내로, 예를 들어 상부 표면(11)서 또는 그 부근의 접촉 패드(8)로부터 하부 표면(12)에 또는 그 근처에서 제2 도전체(15)로 연장될 수 있다. 제2 도전체(15)가 하부 표면(12)에 또는 근처에 배치되는 것으로 도시되어 있지만, 일부 구현예에서, 제2 도전체(15)는 기판(3) 내에 내장될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 하나 이상의 (FR-4 보드와 같은) 절연층은 제2 도전체(15)의 아래 및 위에 배치될 수 있다. 또한, 일부 구현예에서, 제2 도전체(15)로부터의 전류는, 예를 들어, 하나 이상의 비아(19) 및 트레이스(21)(도 2B 참조)에 의해 상부 표면(11)에 또는 그 부근으로 되돌려 보내질 수 있다.
참조에 의해 그 전문이 본 명세서에 포함되는 미국 특허 공보 제 US2006/0055501 (“501 공보”)는 PCB 기술을 사용하여 퓨즈(18)를 형성하는 방법을 교시한다. 상기 공정은 표면 실장 장치를 형성하기 위해 퓨즈를 싱귤레이트(singulate)하는 '501 공보'의 공정의 일 부분을 생략함으로써, 본 명세서에 교시된 임베디드(embedded) 퓨즈(18)를 형성하는데 사용될 수 있다. 대신에, 퓨즈(18)는 PCB 물질 내에 내장된 상태로 유지될 수 있고, 기판(3)의 나머지는 라우팅 신호, 전력선 및 아래 논의되는 도 2A 및 도 2B에 도시된 상호 접속된 표면 실장 장치에 대해 통상적으로 처리될 수 있다.
도 2A는 다양한 구현에 따른, 기판(3)의 개략적인 단면도이다. 도 2B는 도 2A에 도시된 기판(3)의 개략적인 측 단면도이다. 인터페이스 부재(2)는 도 2A 내지 도 2B에 도시되지 않았다. 다르게 언급되지 않는 한, 도 2A 내지 도 2B의 참조 번호는 도 1A 내지 도 1B에 도시된 구성 요소와 동일하거나 유사한 구성 요소를 나타낸다. 도 2A는 커넥터(1)의 기판(3) 상에 (통합된 장치 금형, 능동 부품, 커패시터, 저항 등과 같은 수동 부품 같은) (such as integrated device dies, active components, passive components such as capacitors, resistors, etc.) 하나 이상의 추가 전기 부품(20)이 제공될 수 있음을 도시하고 있다. 전자 부품(20)은 커넥터(1)의 동작을 제어, 및 커넥터(1)가 주변 장치 및/또는 전자 장치와 어떻게 접속할지를 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, (제어기 다이와 같은) 다양한 유형의 통합된 장치 금형, 능동 부품, 및/또는 수동 부품은 기판(3) 상에서 제공될 수 있다. 일부 구현예에서, 다양한 저항, 커패시터, 인덕터, 다이오드 및 제어칩이 표면 실장 장치로 기판(3) 상에서 제공될 수 있다. 또한, 도 2B에 도시된 바와 같이, 일부 구현예에서, 하나 이상의 비아(19)는 제2 도전체(15)로부터의 전기 신호를 기판(3)의 상부 표면에 또는 그 부근의 트레이스(21)로 돌려 보낼 수 있다.
도 3은 다른 구현예에 따른 커넥터(1)의 개략적인 사시도이다. 다르게 언급되지 않는 한, 도 3의 참조 번호는 도 1A 내지 도 2B에 도시된 구성 요소와 동일하거나 유사한 구성 요소를 나타낸다. 예를 들어, 커넥터(1)는 기판(3) 상에 실장된 인터페이스 부재(2)를 포함할 수 있다. 그러나 도 1A 내지 도 2B의 구현예와 다르게, 퓨즈(18)는 기판(3)의 상부 표면(11)에 장착될 수 있고, 인터페이스 부재(2)에 상대적으로 측 방향으로 위치가 변경될 수 있다. 인터페이스 부재(2)와 퓨즈(18) 사이의 열 도전성을 향상 시키기 위해, 퓨즈(18)와 인터페이스 부재(2)를 열적으로 연결하는 도전성 탭(30)이 제공될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 도전성 탭(30)은 기판(3)의 상부 표면 상에 제공될 수 있다. 일부 구현예에서, 도전성 탭(30)은 기판(3)의 상부 표면과 접촉할 수 있다. 다른 구현예에서, 도전성 탭(30)은 기판(3)과 접촉하지 않을 수 있지만, 대신 기판(3)의 상부 표면 위로 수직으로 오프셋(offset)될 수 있다. 도전성 탭(30)은 퓨즈(18) 및 인터페이스 부재(2)의 일부 둘레를 감쌀 수 있다. 도전성 탭(30)은 니켈과 같은 임의의 적합한 유형의 도전체를 포함할 수 있다. 탭(30)은 바람직하게 인터페이스 부재(2)와 PTC 요소(4) 사이에 직접적인 열 도전 경로를 제공함으로써, 퓨즈(18)의 온도가 인터페이스 부재(2)의 온도를 밀접하게 추적한다. 퓨즈(18)는 퓨즈(18)의 온도가 인터페이스 부재(2)의 온도에 가능한 가깝게 되도록 인터페이스 부재(2)에 근접하여 위치될 수 있다. 예를 들어, 퓨즈(18)는 인터페이스 부재(2)로부터 0.1mm 내지 0.8mm 범위 내, 0.1mm 내지 0.5mm 범위 내, 또는 0.1mm 내지 0.3mm 범위 내, 예를 들어 일부 구현예에서 약 0.2mm, 또는 일부 구현예에서 약 0.6mm의 분리 거리만큼 측 방향으로 이격될 수 있다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 도전성 탭(30)은 인터페이스 부재(2), 기판(3) 및/또는 퓨즈(18)의 표면에 합치되도록 구부러지거나 형성될 수 있다. 예를 들어, 도전성 탭(30)은 인터페이스 부재(2)의 상부 표면에 연결될 수 있고, 인터페이스 부재(2)의 측벽을 따라 구부러지거나 아래로 기울어질 수 있고, 퓨즈(18)에 연결되기 위해 외측으로 더 기울어질 수 있다.
도 4는 다양한 구현예에 따라 케이블(25)과 결합된 커넥터(1)의 개략적인 사시도이다. 인터페이스 부재(2)는 캡슐화 물질(26) 내에 배치될 수 있다. 일부 구현예에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 인터페이스 부재(2)의 말단은 캡슐화 물질(26)의 외부와 캡슐화 물질(26)를 넘어서 말단으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 인터페이스 부재(2)의 말단 연장부는 전자 장치에 전기적 및/또는 전자적으로 접속하기 위한 수형 커넥터를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 커넥터(1)는 상술한 바와 같이 USB 표준(들)과 같은 임의의 적합한 표준에 부합하도록 크기가 있고, 구성될 수 있다. 예를 들어, 커넥터(1)는 USB 표준(들)을 따르도록 치수를 정할 수 있다. 다양한 구현예에서, 인터페이스 부재(2)의 폭(w)은 5mm 내지 15mm 범위 내, 7mm 내지 14mm 범위 내, 또는 8mm 내지 13mm 범위 내에 있을 수 있다. 일부 구현예에서, 폭(w)은 6mm 내지 7mm 범위 내, 8mm 내지 9mm 범위 내, 또는 11mm 내지 13mm 범위 내일 수 있다. 인터페이스 부재(2)의 높이(h)는 1mm 내지 12mm 범위 내, 예를 들어, 4mm 내지 5mm의 범위 내, 7mm 내지 8mm 범위 내, 10mm 내지 11mm 범위 내, 1.5mm 내지 3.5mm 범위 내, 또는 2mm 내지 3mm 범위 내일 수 있다.
본 발명이 특정 구현예 및 예시와 관련하여 개시되지만, 본 발명은 구체적으로 개시된 구현예를 넘어서 본 발명의 다른 대안적인 구현예들 및/또는 사용, 및 그 등가물로 확장되는 것으로 통상의 기술자라면 이해할 것이다. 또한, 본 발명의 몇몇 변형 예가 도시되고 상세히 설명되었지만, 본 발명의 범주 내에 있는 다른 변형은 본 개시 내용에 기초하여 통상의 기술자에게 쉽고 명백할 것이다. 또한, 특정 특징의 다양한 조합 또는 서브 조합이 만들어 질 수 있고, 구현예의 양태들이 만들어 질 수 있고 여전히 본 발명의 범위 내에 속한다. 개시된 구현예의 다양한 특징 및 양태가 개시된 발명의 다양한 모드를 형성하기 위해 서로 결합되거나 대체될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 이에 따라, 본 명세서에 개시된 본 발명의 범위는 상술한 특정 구현예에 의해 한정되어서는 안되며, 다음의 특허 청구 범위를 공정하게 읽음으로써 결정되어야 한다.

Claims (31)

  1. 전자 장치와 전자 통신을 제공하기 위한 커넥터로써,
    비도전성 물질 및 도전성 물질의 패터닝된 레이어를 포함하는 기판;
    상기 기판 상에 실장되고, 상기 도전성 물질과 전기적으로 연결된 인터페이스 부재; 및
    상기 기판에 내장되고, 상기 도전성 물질 및 상기 인터페이스 부재와 전기적으로 연결된 리셋 가능한 온도 퓨즈;를 포함하고,
    상기 리셋 가능한 온도 퓨즈의 적어도 일부는 상기 인터페이스 부재의 바로 아래에 배치되는, 커넥터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 리셋 가능한 온도 퓨즈는 PTC 퓨즈(positive temperature coefficient fuse)를 포함하는, 커넥터.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 리셋 가능한 온도 퓨즈는 상기 비도전성 물질 내부에 완전히 내장되는, 커넥터.
  4. 청구항 1 또는 2 에 있어서,
    상기 리셋 가능한 온도 퓨즈의 일부는 상기 인터페이스 부재의 바로 아래에 배치되고, 상기 리셋 가능한 온도 퓨즈의 다른 일부는 상기 인터페이스 부재의 외측에 배치되는, 커넥터.
  5. 청구항 1 또는 2 에 있어서,
    상기 리셋 가능한 온도 퓨즈 전체는 인터페이스 부재 바로 아래에 배치되는, 커넥터.
  6. 청구항 1 또는 2 에 있어서,
    상기 도전성 물질은 상기 기판의 상부 표면 상에 접촉 패드를 포함하고,
    상기 인터페이스 부재는 상기 접촉 패드에 전기적으로 연결되는, 커넥터.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 도전성 물질은 제1 도전 라인, 및 상기 인터페이스 부재와 상기 리셋 가능한 온도 퓨즈 사이에 전자 통신을 제공하기 위해 상기 접촉 패드와 상기 리셋 가능한 온도 퓨즈의 제1 전극 사이에 비도전성 물질의 제1 레이어를 통과하는 제1 비아를 포함하는, 커넥터.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 도전성 물질은 리셋 가능한 온도 퓨즈의 제2 전극으로 전자 통신을 제공하기 위해 비도전성 물질의 제2 레이어를 통과하는 제2 비아를 포함하는 제2 도전 라인을 더 포함하는, 커넥터.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제2 도전 라인은 상기 기판의 하부 표면에 또는 그 부근에 배치되는, 커넥터.
  10. 청구항 9에 있어서,
    제3 비아 및 기판의 상부 표면에 또는 그 부근에 제3 도전 라인을 더 포함하고, 상기 제3 비아는 상기 제2 도전 라인을 상기 제3 도전 라인과 전기적으로 연결하기 위해 상기 비도전성 물질을 통과하는 것인, 커넥터.
  11. 청구항 1 내지 10 중 어느 하나에 있어서,
    상기 기판은 PCB를 포함하는, 커넥터.
  12. 청구항 1 내지 11 중 어느 하나에 있어서,
    상기 전자 장치로 및/또는 상기 전자 장치로부터 데이터를 전달하기 위해 구성된 하나 이상의 데이터 라인을 더 포함하는, 커넥터.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 하나 이상의 데이터 라인은 상기 기판의 상부 표면에 또는 부근에 배치되고, 상기 인터페이스 부재와 통신하는, 커넥터.
  14. 청구항 1 내지 13 중 어느 하나에 있어서,
    상기 전자 장치로 및/또는 상기 전자 장치로부터 전력을 전달하기 위해 구성된 하나 이상의 전력 라인을 더 포함하는, 커넥터.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 하나 이상의 전력 라인은 상기 기판의 하부 표면에 또는 그 부근에 배치되고, 상기 리셋 가능한 온도 퓨즈 및 상기 인터페이스 부재와 통신하는, 커넥터.
  16. 청구항 1 내지 15 중 어느 하나에 있어서,
    상기 리셋 가능한 온도 퓨즈는 저 저항 상태 및 고 저항 상태를 갖고, 상기 리셋 가능한 온도 퓨즈는 상기 인터페이스 부재의 온도가 소정의 온도를 초과하였을 때 상기 저 저항으로부터 상기 고 저항 상태로 이동하도록 구성된, 커넥터.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 소정의 온도는 65℃ 내지 90℃ 범위인, 커넥터.
  18. 청구항 16 또는 17에 있어서,
    상기 리셋 가능한 온도 퓨즈는 제2 소정의 온도가 20℃ 내지 50℃ 범위 내에 있을 때, 상기 고 저항 상태로부터 상기 저 저항 상태로 이동하도록 구성된, 커넥터.
  19. 청구항 1 내지 18 중 어느 하나에 있어서,
    상기 리셋 가능한 온도 퓨즈는 저 저항 상태 및 고 저항 상태를 갖고, 상기 리셋 가능한 온도 퓨즈는 상기 리셋 가능한 온도 퓨즈의 온도가 소정의 온도를 초과하였을 때, 저 저항 상태로부터 고 저항 상태로 이동하도록 구성된, 커넥터.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 소정의 온도는 65℃ 내지 90℃ 범위 내에 있는, 커넥터.
  21. 청구항 19 또는 20에 있어서,
    상기 리셋 가능한 온도 퓨즈는 제2 소정의 온도가 25℃ 내지 55℃ 범위 내에 있을 때, 고 저항 상태로부터 저 저항상태로 이동하도록 구성된, 커넥터.
  22. 청구항 1 내지 21 중 어느 하나에 있어서,
    상기 커넥터의 동작을 제어하도록 구성된 하나 이상의 장치 칩을 더 포함하는, 커넥터.
  23. 컴퓨터 장치와 주변 장치 사이의 전자 통신을 제공하기 위한 케이블에 있어서, 청구항 1 내지 22 중 어느 하나의 커넥터를 포함하고, 상기 커넥터는 상기 케이블의 일단에 배치된, 케이블.
  24. 전자 장치와의 전자 통신을 제공하기 위한 커넥터에 있어서,
    비도전성 물질 및 도전성 물질의 패터닝된 레이어를 포함하는 기판;
    상기 기판의 상부 표면 상에 실장되고, 상기 도전성 물질과 전기적으로 연결된 인터페이스 부재;
    상기 기판의 상기 상부 표면에 실장되고, 상기 도전성 물질 및 인터페이스 부재와 전기적으로 연결되는 리셋 가능한 온도 퓨즈, 상기 리셋 가능한 온도 퓨즈는 상기 인터페이스 부재에 근접하여 측 방향으로 오프셋되고; 및
    상기 인터페이스 부재와 상기 리셋 가능한 온도 퓨즈 사이의 전자 통신을 제공하는 도전성 탭을 포함하고, 상기 도전성 탭은 상기 기판의 상부 표면에 배치되는, 커넥터.
  25. 청구항 24에 있어서,
    상기 리셋 가능한 온도 퓨즈는 PTC(positive temperature coefficient) 퓨즈를 포함하는, 커넥터.
  26. 청구항 24 또는 25에 있어서,
    상기 리셋 가능한 온도 퓨즈 및 상기 인터페이스 부재는 상기 기판을 따라 0.1mm 내지 0.8mm 범위 내 거리만큼 이격되는, 커넥터.
  27. 청구항 24 내지 26 중 어느 하나에 있어서,
    상기 도전성 탭은 니켈을 포함하는, 커넥터.
  28. 커넥터를 제조하는 방법에 있어서,
    비도전성 물질 및 도전성 물질의 패터닝된 레이어를 포함하는 기판, 및 상기 기판에 내장되고 상기 도전성 물질과 전기적으로 연결된 리셋 가능한 온도 퓨즈를 제공하고,
    상기 기판 상에 인터페이스 부재를 실장하고,
    상기 인터페이스 부재를 상기 도전성 물질 및 상기 리셋 가능한 온도 퓨즈와 전기적으로 연결하는 것을 포함하고,
    상기 리셋 가능한 온도 퓨즈의 적어도 일부는 상기 인터페이스 부재 바로 아래에 배치되는, 방법.
  29. 청구항 28에 있어서,
    상기 리셋 가능한 온도 퓨즈는 상기 비도전성 물질 내부에 완전히 내장되는, 방법.
  30. 청구항 28 또는 29에 있어서,
    상기 리셋 가능한 온도 퓨즈의 일부는 상기 인터페이스 부재의 바로 아래에 배치되고, 상기 리셋 가능한 온도 퓨즈의 다른 일부는 상기 인터페이스 부재의 외측에 배치되는, 방법.
  31. 청구항 28 내지 30 중 어느 하나에 있어서,
    상기 리셋 가능한 온도 퓨즈는 PCT(positive temperature coefficient) 퓨즈를 포함하는, 방법.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102342740B1 (ko) * 2014-09-15 2021-12-23 삼성전자주식회사 신호 송수신 방법 및 장치
US11456565B2 (en) 2016-08-02 2022-09-27 Bourns, Inc. Connector with integrated resettable thermal fuse
DE102021132442A1 (de) 2021-12-09 2023-06-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Elektrisches Verbindungselement und Fahrzeug damit

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6239977B1 (en) * 1999-05-17 2001-05-29 3Com Corporation Technique for mounting electronic components on printed circuit boards
JP2002280746A (ja) * 2001-03-20 2002-09-27 Polytronics Technology Corp 埋込み機能素子を備えたプリント回路基板
US20110003179A1 (en) * 2009-07-02 2011-01-06 Youngcheol Jang Protection circuit board, secondary battery, and battery pack
EP2372827A1 (en) * 2010-03-29 2011-10-05 Samsung SDI Co., Ltd. Sencodary battery pack
CN202697037U (zh) * 2012-04-13 2013-01-23 瑞侃电子(上海)有限公司 电路保护模块
WO2015190020A1 (ja) * 2014-06-13 2015-12-17 ソニー株式会社 ケーブルおよび電力供給装置

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5691688A (en) 1994-07-20 1997-11-25 Therm-O-Disc, Incorporated PTC device
US5712610C1 (en) * 1994-08-19 2002-06-25 Sony Chemicals Corp Protective device
US5884391A (en) * 1996-01-22 1999-03-23 Littelfuse, Inc. Process for manufacturing an electrical device comprising a PTC element
JPH11330665A (ja) 1998-05-15 1999-11-30 Rohm Co Ltd 回路基板への温度ヒューズの実装構造
US20060055501A1 (en) * 2002-12-10 2006-03-16 Bourns., Inc Conductive polymer device and method of manufacturing same
ATE328354T1 (de) 2002-12-11 2006-06-15 Bourns Inc Verkapseltes elektronisches bauelement und verfahren zu dessen herstellung
ATE395706T1 (de) 2002-12-11 2008-05-15 Bourns Inc Bauelement aus leitendem polymer und verfahren zu seiner herstellung
EP1657963B1 (de) 2004-11-11 2007-03-14 DBK David + Baader GmbH Elektrischer Platinenheizbaustein, Elektronikplatine und Verfahren zum Beheizen
TWI313877B (en) 2006-11-01 2009-08-21 Polytronics Technology Corp High voltage over-current protection device
US20090027821A1 (en) * 2007-07-26 2009-01-29 Littelfuse, Inc. Integrated thermistor and metallic element device and method
KR20090081649A (ko) * 2008-01-24 2009-07-29 엘지이노텍 주식회사 배터리 팩 제조 방법
US20110236727A1 (en) 2010-03-29 2011-09-29 Young-Cheol Jang Secondary battery pack
US8982578B2 (en) 2010-10-14 2015-03-17 Tyco Electronics Corporation Connector system and assembly having integrated protection circuitry
US8842406B2 (en) 2012-01-06 2014-09-23 Polytronics Technology Corp. Over-current protection device
CN202475937U (zh) 2012-03-13 2012-10-03 常州乐士雷利电机有限公司 一种齿轮电机电路板保护系统
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
CN203491732U (zh) * 2013-08-13 2014-03-19 中兴通讯股份有限公司 一种移动终端充电器
DE102013114006A1 (de) 2013-12-13 2015-06-18 Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG Leiterplatte
JP6249336B2 (ja) * 2013-12-13 2017-12-20 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電源コード
JP6280482B2 (ja) 2014-04-03 2018-02-14 ホシデン株式会社 コネクタ
KR20150143195A (ko) * 2014-06-13 2015-12-23 삼성전자주식회사 커넥터 장치
CN204289919U (zh) * 2014-12-10 2015-04-22 博硕科技(江西)有限公司 过热保护数据传输装置
TWI594524B (zh) * 2015-11-03 2017-08-01 聚鼎科技股份有限公司 連接器
CN205960251U (zh) * 2016-07-11 2017-02-15 德积科技股份有限公司 即时侦测过热的电连接器
US11456565B2 (en) 2016-08-02 2022-09-27 Bourns, Inc. Connector with integrated resettable thermal fuse
US9960545B2 (en) 2016-10-05 2018-05-01 Littelfuse, Inc. USB cable with thermal protection
US10333294B2 (en) * 2016-10-05 2019-06-25 Littelfuse, Inc. USB cable with thermal protection

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6239977B1 (en) * 1999-05-17 2001-05-29 3Com Corporation Technique for mounting electronic components on printed circuit boards
JP2002280746A (ja) * 2001-03-20 2002-09-27 Polytronics Technology Corp 埋込み機能素子を備えたプリント回路基板
US20110003179A1 (en) * 2009-07-02 2011-01-06 Youngcheol Jang Protection circuit board, secondary battery, and battery pack
EP2372827A1 (en) * 2010-03-29 2011-10-05 Samsung SDI Co., Ltd. Sencodary battery pack
CN202697037U (zh) * 2012-04-13 2013-01-23 瑞侃电子(上海)有限公司 电路保护模块
WO2015190020A1 (ja) * 2014-06-13 2015-12-17 ソニー株式会社 ケーブルおよび電力供給装置

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Publication number Publication date
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JP7291621B2 (ja) 2023-06-15

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