TW523899B - Electrical devices and process for making such devices - Google Patents

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 523899 A7 B7__ 五、發明說明（1 ) 發明背景 發明領域 本發明係關於電氣裝置及總成以及此種裝置及總成之製 法。 發明引言 眾所周知包含一種具有正溫度係數（PTC)之導電聚合物組 合物之電路保護裝置。此種裝置意圖用於基材例如印刷電 路板之表面安裝，揭示於美國專利案5,831，510 (Zhang等人） ，5,852,397 (Chan等人），及5,864,281 (Zhang等人），以及 國際公告案第94/01876號（雷肯（Raychem)公司）及第 95/08 176號（雷肯公司），其揭示内容併述於此以供參考。 此種電路保護裝置通常包含第一及第二層狀電極；一層狀 PTC電阻元件夾置於二電極間；一第三（剩餘）層狀導電件， 其係牢固固定於PTC元件的第二電極的相同表面上但與第二 電極隔開；以及一交叉導體其通過PTC元件的孔隙以及連結 第三導電件與第一電極。如此允許由裝置的同一邊連結至 二電極，故裝置可平坦連結於一印刷電路板上，第一電極 係於頂上而無需任何引線。電阻元件較佳包含由一種PTC導 電聚合物組成的層狀元件。較佳裝置包含一額外導電件及 一額外交叉導體，故裝置爲對稱性且可以任一方式置於電 路板上。 當此等裝置中之二裝置以堆疊配置以物理方式牢固結合 在一起時，可形成複合裝置。此種複合裝置具有單一裝置 的相同小「聊印」於印刷電路板上〗亦即佔有小面積’但 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----l·------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 · 523899 A7

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 具有比使用單—裝置所能方便產生的電阻更低的電阻。 外，此種復合裝置之功率耗散實質上與單獨裝置之— 率耗散並無差異。結果複合裝£對—指定轉電流具有^ 低電阻’此處「維持電流」爲可通過裝置不會造成

誤的最大電流。 Ik A 發明概述 如國際專利公告案第wo99/53505號（雷肯公司，公告日 1999年1G月21日）所述，其揭示内容併述於此以供參考，複 合裝置可經由將個別裝置分類然後將分類後的裝置組裝成 爲複合裝置製備。此種過程冗長，原因在於需要讀取個別 裝置的電阻。發明人今日發現根據本發明可製備多層總成 ，由此總成可劃分爲個別複合裝置。此種總成允許同時製 備大量複合裝置。此外，因此處所述方法允許總成各層於 製造成總成之前或之後圖樣化，故由相同起始層可製備成 多種不同裝置。此外，各層的組合容易改變，允許單純增 ?虫具有組合功能的裝置。各層間之多種互連架構可簡單實 施，具有多種外部電氣接點的裝置可製造而未改變基本製 私。此處所述全邵皆進一步增加可由此處揭示方法以廉價 方式量產的不同裝置之寬廣範圍。 本發明提供可於一總成進行多種操作步驟之方法及程序 ，其經由沿X及y方向（此處X及y係對應於層狀PTC元件平面 方向）再度劃分成爲複合裝置而獲得複數裝置。以此種方式 製備裝置爲優於其它方法的顯著改良，例如述於國際公告 案第WO99/53505號，原因在於對本發明而言個別裝置無需 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I «^i n I .^1 n ϋ «ϋ ϋ ϋ ϋ mm— ϋ 一0、I >^i I ϋ 1 an I I I ϋ I ϋ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 523899

五、發明說明（3 ) 個別組裝，提高效率因而降低製造過程成本。最後，組合 各層材料形成此處揭示之複合裝置之方法允許極爲簡單而 又適合方法用以形成多種裝置而無需改變基本製造程序。 於第一特徵方面，本發明提供—種製造一複合聚合物電 路保護裝置之方法，該方法包含 (1)提供一聚合物總成包含 (a) 提供第一及第二積層，各積層包含一層狀聚合物元 件具有至少一導電表面， (b) 提供一導電材料圖樣於一積層之導電表面之至少一 面上； (C)以預定配置牢固固定積層於一堆疊，至少一積層之 至少一導電表面構成該堆疊之外部導電表面，以及 (d)製迨複數電氣連結介於第一積層之導電表面與第二 知層之導電表面間；以及 (2)將該堆疊再劃分成爲個別裝置，各該裝置包含至少一 電氣連結。 於第二特徵方面，本發明提供一種聚合物總成，包含·· 0)—第一積層包含一層狀聚合物元件具有至少一導電表 面有圖樣； (b) —第二積層包含一層狀聚合物元件具有至少一導電表 面有圖樣’該第二積層係牢固固定於堆疊的第一積層，故 該積層具有第一及第二外部導電表面；以及 (c) 複數橫向導電件，其貫穿通過第一及第二積層介於第 一與第二外部導電表面間。 -6- 本紙張尺度適财國國家標準（CN^T規格（21〇 χ挪公爱） — ΙΓΙΙ------·裝 i_ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 _ * 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 523899 A7 B7_ 五、發明說明（4 ) 使用本發明之方法或總成，裝置的製法可經由形成電極 前驅物呈電阻元件上具有適當形狀的導電表面形式，該電 阻元件係大於預定最終形狀，形成複數電阻元件之堆疊， 該堆疊亦大於預定最終形狀，以及然後將該堆疊再劃分爲 個別裝置。具有適當形狀的電極可經由取除導電表面之任 一者或任一種組合之非期望的部份製造。取除可經由研磨 、衝壓或蝕刻（舉例）達成。另外，電極前驅物可經由藉化學 氣相蒸鍍、電沈積、濺鍍等將導電材料圖樣化至PTC電阻元 件表面之任一者或任一種組合形成。導電材料也可使用黏 著劑或繫結層施用至P T C電阻元件表面。複數電阻元件之預 定導電表面组合間的電互連可於堆疊被再劃分爲個別裝置 之前達成。另外，部份或全部預定電極或接點間的電連結 可於堆疊被再劃分爲複合裝置之後做成連結。電互連可設 計成介於堆疊之導電表面或裝置之電極之部份間做成連結 ，但非全部。 如此於第三特徵方面，本發明提供一種複合裝置其例如 可使用本發明之第一方面之方法或第二方面之總成製造， 該裝置包含 (1) 第一及第二外部層狀電極， (2) 第三及第四内部層狀電極， (3) 第一及第二層狀PTC電阻元件，其個別⑴具有PTC表面 ，及（li)包含由一種PTC導電聚合物組成的層狀元件， 該第一電阻元件具有第一外部電極牢固固定之第一面， 以及第三内部電極牢固固定之相反第二面，以及該第二電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 523899 A7 _B7_ 五、發明說明（5 ) 阻元件具有一第二外部電極牢固固定的第一面及一第四内 部電極牢固固定的相反的第二面， (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (4) 一第五外部層狀導電件，其⑴牢固固定於第一 PTC電 阻元件之第一面，以及（ii)與第一外部電極隔開， (5) —第六外部層狀導電件，其⑴牢固固定於第二PTC電 阻元件之第一面，以及（ii)與第二外部電極隔開， (6) —第七内部層狀導電件，其⑴牢固固定於第一 PTC電 阻元件之第二面，以及（ii)與第三内部電極隔開， (7) —第八内部層狀導電件，其⑴牢固固定於第二PTC電 阻元件之第一面，以及（ii)與第四内部電極隔開， (8) —第一孔隙通過第一層狀PTC元件之第一外部電極與 第二層狀PTC元件之第二外部電極間， (9) 一第二孔隙，其係介於第一層狀PTC元件之第五外部 層狀導電件與第二層狀PTC元件之第六外部層狀導電件間， (10) —第一橫向導電件其 (a) 位於第一孔隙内部， (b) 介於第一層狀PTC元件之第一外部電極與第二層狀 PTC元件之第二外部電極間， 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 (c) 牢固固定於第一 PTC元件、第二PTC元件及第三層狀 元件，以及 (d) 以物理方式及電性連結至第一外部層狀電極、第七 内部層狀導電件、第八内部層狀導電件以及第二外部層 狀電極，但未連結至第三或第四内部電極，以及 (11) 一第二橫向導電件其 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 523899 A7 五、發明說明（6 ) (a) 位於第二孔隙内部， (b) 介於第五外部層狀導電件與第六外部層狀導電件間， ------r----- (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) (c) 牢固固定於第一 PTC元件、第二pTC元件及第三層狀 聚合物層，以及 (d) 以物理方式及電性連結至第五外部層狀導電件、第 三内部電極、第四内部電極以及第六外部層狀導電件， 但未連結至第一或第二外部電極。 圖式之簡單説明 本發明係於附圖舉例説明，附圖中，圖1爲於本發明之第 一特徵方面形成之一堆疊之截面透視圖，該堆疊可再劃分 爲複數個別複合裝置； 圖2爲已經於内部導電表面圖樣化之堆疊之分解視圖； 圖3爲一堆疊之頂部平面圖； 圖4爲一堆疊之截面沿圖3之線1¥_1¥所取之剖面圖； 圖5爲本發明之複合裝置之透視圖； 圖6爲複合裝置架設於一印刷電路板上且平行電路板之剖 面圖； 圖7爲複合裝置之平面圖，進一步舉例説明於圖8，9， 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ，11 ， 14及21 ; 圖8 ’ 9及10爲有二元件並聯連結之複合裝置之沿圖7線 VIII-VIII所取之截面圖； 圖11爲有三元件並聯連結之複合裝置之沿圖7線VIII-VIII 所取之截面圖； 圖12爲另一複合裝置之平面圖，帶有二元件並聯連結但 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 523899 A7 一 ____B7____ 五、發明說明（7 ) 無圖13所示之剩餘導電件； 圖13爲沿圖12之線ΧΙΙΙ-ΧΠΙ所取之截面圖； 圖14爲有二元件並聯連結之另一複合裝置之沿圖7線VIII_ VIII所取之截面圖； 圖15爲一帶有二元件係_聯連結之複合裝置之剖面圖； 圖16爲帶有多於二個外部電連結點之複合裝置之平面圖； 圖17爲個別裝置連結在一起形成圖16及18至20之複合裝 置之互連架構之電路圖。 圖 18，19 及 20 爲分別沿圖 16 之線 XVIII-XVIII，XIX-XIX 及XX-XX所取之剖面圖； 圖21爲帶有二外部電極及一内部電極之複合裝置之剖面 圖； 圖22爲帶有多個電連結介於複合裝置之各層間之複合裝 置之平面圖； 圖23爲沿圖22之線ΧΧΙΠ-ΧΧΙΙΙ之剖面圖； 圖24及26爲本發明之堆疊之分解圖，該堆疊形成一總成 且可再劃分爲複數個別複合裝置；以及 圖25及27分別爲由圖24及26之堆疊製成的本發明之裝置 之透視圖。 發明之詳細説明 如後文所述及申請專利且如附圖舉例説明，本發明結合 多項特色。此處此種特色係以某種内文揭示或揭示作爲一 特定組合的一部份，也可用於其它内文及其它組合包括任 何多項特色的組合。 -10- ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱1 ' ' - — I.---V------—— (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 523899 A7 -*~ ----— B7_ 五、發明說明（8 ) £ic及電卩毛立件 本Is月之組成及裝置概略包含至少一層狀聚合物元件或 電阻70件’其包含一種PTC組合物，具有正溫度係數（PTC) 表現’亦即於相對小的溫度範圍，電阻係數可隨溫度產生 鮮明增南° Γ PTC」一詞用於此處表示一種組合物或裝置其 具有Rl4値至少爲2.5及/或心⑽値至少爲10，較佳組合物或裝 置因具有Rw値至少爲6，此處R14爲於14。(3範圍之終點及起 點之電阻係數比，R刚爲於1〇〇t範圍之終點及起點之電阻 係數比’及爲於30°C範圍之終點及起點之電阻係數比。 用於本發明之PTC組合物較佳爲導電聚合物，其包含一種 、结晶性聚合物成分，於聚合物成分内分散一種粒狀填料成 分包含導電填料例如碳黑或金屬。填料成分也含有一種非 導電填料’非導電填料不僅改變導電聚合物的電氣性質同 時也改變物理性質。組合物也含有一或多種其它成分，例 如抗氧化劑，交聯劑，偶合劑，阻燃劑，或彈性體。PTC組 合物較佳具有電阻係數於23。(3小於50歐姆-厘米，特別小於 10歐姆-厘米，尤其小於5歐姆-厘米。用於本發明之適當導 電性聚合物揭示於例如美國專利案第4,237,441 (van Konynenburg等人），4,304,987 (van Konynenburg等人）， 4,514,620 (Cheng等人），4,534,889 (van Konynenburg等人） ，4,545,926 (Fouts 等人），4,724,417 (Au 等人），4,774,024 (Deep等人）’ 4,935，156 (van Konynenburg等人），5,049,850 (Evans等人），5,378,407 (Chandler等人），5,451,919 (Chu等 人），5,582,770 (Chu等人），5,747，147 (Wartenberg等人）以 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 523899 A7 B7_ 五、發明說明（9 ) 及5,801，612號（Chandler等人），及美國專利申請案第 09/364,504號（Isozaki等人，申請曰1999年7月30曰）。此等 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 專利案及申請案之揭示併述於此以供參考。 另外PTC组合物可爲陶瓷材料。 層狀元件 本發明之裝置較佳包含PTC電阻元件，其爲層狀元件且可 由一或多種導電聚合物件組成，其中至少一導電聚合物件 係由PTC材料組成。當有多於一種導電聚合物件時，電流較 佳循序流經不同組合物，例如當各組合物呈層狀形式而伸 展跨整個裝置。當有單一 PTC組合物時，PTC元件之預定厚 度係大於單一步騍可方便地製備的厚度，具有預定厚度之 PTC元件可方便地經由將二或多層例如熔體擠壓層PTC組合 物利用加熱及加壓積層結合在一起製備。當有多於一種PTC 組合物時，PTC元件通常係經由例如利用加熱及加壓積層不 同組合物元件接合在一起製備。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 本發明之總成包含第一及第二積層，且包含額外積層。 第一及第二積層各自包含一層狀聚合物元件，具有至少一 導電表面例如呈下述金屬箔電極形式。本説明書中，各積 層係指一層。第一及第二積層之層狀元件包含PTC組合物其 爲相同，或各層包含不同的PTC組合物。例如可使用具有不 同電阻係數之PTC組合物，互連架構修訂成一層作爲加熱器 ，而第二層作爲過電流保護裝置。各層也包含具有不同交 換溫度（亦即裝置由低電阻態交換成高電阻態之溫度）之PTC 組合物。例如此種裝置可用於形成雙層PTC溫度感測器，一 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 523899 " — ——一 B7 五、發明說明（1〇 ) 層對較低溫範圍最敏感，而第二層對較高溫範圍最敏感。 此外，積層中之一或多層包含零電阻溫度係數（ZTC)組合物 或負電阻溫度係數（NTC)組合物。 各％層典需包含一層導電層。例如其它可用於複合裝置 <層狀兀件之組合物包含介電材料例如聚酯或填充介電材 料如FR4環氧樹脂。可作爲絕緣層，對裝置提供額外剛硬性 ，或材料可選擇有助於架設及包裝裝置。此外，層狀元件 包含一種組合其具有相當高之導熱係數而可輔助於複合物 之各層間傳熱，或基材與複合物之表面架設裝置之一層間 傳熱。相反地，層狀元件包含組合物一種組合物，其具有 相對較低導熱係數可作爲各層間之絕熱體或一層與基材間 之絶熱體。當希望裝置可響應過電壓時，一層複材包含一 種材料其通常爲絕緣但當達到某種電壓閾値位準時變成導 電。此種組合物包含變阻器粒子分散於聚合物基體内。其 它可用於本發明之各個具體實施例之組合物包括阻燃材料 、膨脹劑、及微波吸收材料俾允許裝置使用特定頻率範圍 之輪射加熱。 構成總成用以製備複合裝置之層狀元件厚度可有不同。 例如極薄的層狀元件可用爲單層用以提供極低電阻，而較 厚的層狀元件可用作爲第二層俾提供機械強度。 义 。藉本發明方法製造的特別有用的裝置包含至少二金屬語 私極，有聚合物元件夹置於其間。特別有用的裝置包含— -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4 Λ (210 X 297公楚"3---------- 1! — ^· — ! — 111111 11111 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 523899 A7 B7 11 五、發明說明（ 堆疊包含η種聚合物PTC元件，其各自有二金屬箱電極，以 及（n-1)黏著層以交錯圖樣夾置於PTC元件間俾形成複合裝 置，PTC元件包含堆疊的頂及底組件。此種裝置具有電極電 連結，故PTC元件將並聯連結，結果形成一種複合裝置具有 低電阻，於20°C通常爲低於1〇歐姆，較佳低於5歐姆，更佳 低於1歐姆，特別低於0.5歐姆，又更低電阻亦屬可能例如 低於0.05歐姆。特別適當的箔電極爲顯微粗糙金屬箔電核 ，特別揭示於美國專利第4,689,475 (Matthiesen)及4,800,253 號（Kleiner等人）以及國際專利公告案第W〇95/34081號（雷肯 公司，公告日I"5年I2月I4日），其揭示併述於此以供參考 。電極可經修改而產生預定熱效應，因而對複合裝置各層 間之各個互連點提供電接觸點俾獲得預定功能，以及提供 電接觸點用以架設裝置於印刷電路板、容座、晶片或其它 通當用途。結合多重内部及外部接觸點之複合裝置例如顯 示於圖16至20，22及23。 、 類似的金屬箔類型可用於於聚合物總成形成層合物的導 電表面。另外，導電表面可由導電油墨、濺鍍或以其它方 式施用的金職、金屬網或其它適當層㈣。特佳導電面 爲可餘刻表面例如用於圖樣化及/或容易焊接表面。=之 導電表面具有於25X；之電阻係數至少比其附著的聚合:元 件於25C之電阻係數低ι〇〇倍。 圖樣於一指定積層兩邊可相 b Γ相兴。頟外圖檨可形 成於製程的任一點，例如一 y ,,,.^ ^ ^ 一形成堆璺總成時形成於積屑 戈作馬附件於堆疊總成完成前附著於内 -14- Μ氏張I度朗f關緖準（CNS)A4規;公釐）_ i 1·---.------#裝—— (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 訂： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 523899 523899 12 五、發明說明（ 部導電表面。 jL隙及叉叉導體 「孑L·隙」一詞用於此步主― 、"表不一開口，其當以相對於裝置 平面直角觀視時， (a) 具有閉合的截面例如圓 η W形、卵形或概略多角形，或 (b) 具有凹入截面，「四 、 . 凹入截面」一詞用於此處表示開放 性截面其（i)深度至少爲截 々辦两 <取大寬度之015倍，較佳至 少0.5倍，特佳至少K2倍，例如四分之一圓或半圓或末端開 放的開槽，及/或（h)至少有—部份此處截面的兩相對緣彼此 平行。 由於本發明涉及可劃分成複數電裝置的總成，故孔㈣ 常具有封閉截面，但若-或多條劃分線通過封閉截面的孔 隙，則所得裝置的孔轉具有開放截面。雖然用於某些具 體實施例，希望開放截面爲如前定義的凹部截面，但爲了 確保通過孔隙的交叉導體於裝置的安裝或使用期間不會受 損或鬆脱，用於其它具體實施例，較佳交叉導體係鍍敷於 裝置（¼向平坦面上。爲了製造此種裝置，較佳總成（欲劃 分爲多個裝置）具有複數細長矩形孔隙例如開槽而各自有金 屬鍍敷於其上。然後總成經劃分成鍍敷孔隙提供平坦橫向 導電件於多個裝置上。 總成的孔隙可具有不同大小及/或形狀俾配合裝置的配置 及載流能力。 孔隙可爲圓孔，圓孔用於多個案例爲滿意。但若總成包 括孔隙’該等孔隙由至少一條劃分線所橫過，則以細長孔 -15- -------------•裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 523899 A7 B7_ 五、發明說明（13 ) 隙爲較佳，原因在於對劃分線的準確度的要求較低故。 當孔隙未被劃分線所橫過時，可如具有所需載流能力的 交叉導體方便般的小孔隙。通常單一交叉導體爲對第一電 極至裝置反邊做電連結全部所需。但二或多交叉導體可用 以製造相同連結。交叉導體數目之大小及其熱容對電路保 護裝置的失誤率有影響。通常孔隙及交叉導體伸展遍布總 成全部各層。另外孔隙及交叉導體可僅伸展於總成之某些 層而形成具有不同功能的裝置。 孔隙可於交叉導體安置定位前形成，或孔隙的形成與交 叉導體的安置可同時進行。較佳程序係例如藉鑽孔、切片 、路由或任何其它適當技術形成孔隙，及然後鍍敷或以其 它方式塗裝或填補孔隙内表面。鍍敷可藉無電鍍敷或電解 鍍敷或藉二者的組合進行。鍍敷可爲單層或多層且可由單 一金屬或金屬混合物特別悍料組成。鍍敷經常係形成於總 成之其它暴露導電面上。若此種鍍敷不合所需，則其它暴 露導電面可被遮蔽或以其它方式脱敏化，或可選擇性去除 非期望的鍍敷層。本發明包括鍍敷不僅產生交叉導體同時 也產生裝置之層狀導電件之至少一部份的可能性。 用以製造貫穿絕緣電路板之導電通孔的鍍敷技術可用於 本發明。 另一項提供交叉導體之技術係將可模製或液態導電組合 物置於預先形成的孔隙内，若屬期望或若有所需導電組合 物於孔隙内處理組合物，因而產生具有預定性質的交叉導 體。組合物可例如利用篩網選擇性供給孔隙，或若有所需 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ——^---.-----#裝—— (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 訂·· # 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（14 ^前處理至少部份總成使組合物不會沾黏後供給 :。例如若有所需溶融導電組合物及坪料可使用波坪：: 術以此種方式使用。 τ接技 J又！體也可由預先形成件提供，例如金屬样或管例如 吏用此種預先形成件時，可於其置於 時形成孔隙。 &红 交叉導體可部份或完全填補孔隙。當孔隙被部份填補時 二：於裝置連結至其它電氣組件特別藉焊接過程連結時進 :二％補(包括完全填補)。可藉提供额外焊料於孔隙内或周 助，特別包括焊料艘敷於孔隙内及周圍。通常於裝置 連結至其它電氣组件前，至少部份交又導體被安置定位。 但本發明包括交又導體係於連結過程例如於料過程藉焊 料的毛細作用形成。 ^又導體可設計成選擇性連結部份層亦即部份積層但非 王#。此種交又導體示於圖15。此種交又導體之製法包含 形成—孔隙其係大於交叉導體的狀大小，以絕緣物質填 補：隙，形成一内孔於絕緣物質内部，以及鍍敷内孔而使 其變成導電性。此種方法使内電極與交又導體絕緣但仍然 允终外電極做電連結。 連接器 電極與PTC電阻元件之各面上的任何剩餘件間的電連結較 佳係經由前述交叉導體進行。但可爲任—種導體例如一種 導體即使未結合至裝置的其它部份仍可保持定位，例如时 形件其伸展環繞裝置之一層或多層組合末端。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -17- 五、 慧 財

I 社 印 製 發明說明（15 ) 查l餘層狀導 本發明裝置之齡往目Μ & ' ?乂佳具歧實施例包含額外（剩餘）導電件，：IL 罕固固定於PTC元件夕作# ’ 八 人弟二電極相同面上但與第二電極分 L=餘層狀導電件帶有交叉導體或其它連接器可呈 現而提供電路徑至Α合 道* /、匕笔極，電路徑係經由去除部份層狀 ^❼4層狀導電件之剩餘部份作爲電極。剩餘 ==可存在於層狀元件之内面及外面兩面上。剩餘 ^寸私形狀以及剩餘件與電極中間間隙形狀可變更而 配合裝置的期望特性以乃女庙制A j夂更而 及万便Ik。剩餘導電件方便地於 爲小矩形，藉一矩形間隙與電極隔開。另外 0 1可爲島，藉—封閉截面間隙與電極隔開。裝置也可 設計成不含㈣層料電件，如目12及13所示。 甚它層狀元件_ 裝置之第-及第二層狀PTC電阻元件或總成之第— =以物理方式牢固固定成堆疊，使用第三層狀元件二 表其間形成堆最。签―既d :$二層狀兀件包含非導電黏著劑例如熱 合材料，其中添加填料可達成特殊哉 =性二第三層狀元件也包含可硬化單體有機或無機 …无…衣乳樹脂類，丙烯酸酯類，丙烯系類，胺 醋類，紛系類，醋類，醇酸樹脂類等。若需要層狀： 局電絕緣體，則較佳電阻係數至少爲106歐姆-厘米及 少10歐姆·厘米。某些具體實施例希望第三層狀元件包本 電材料[用於此等具體實施例，第三層狀元件用於以啦 及物理方式將各層連結在—起。結合導電第三層狀元: 訂 至導氣 之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -18 - 五、發明說明（16 ) 複合裝置配置顯示於圖15。用於其它且 三元件包含一種導兩姑料甘*、’、足貝她例，希望第 圖14)。第三層狀元件 、有寸电性（参考 合裝置各層間的傳熱。能例如導熱層而輔助複 固固定^“^^成不含分開層狀層俾將裝置之各元件牢 固固疋在-起。例如可製造裝置其類似圖㈣：牛 兀件26。交叉導體32及52可仰賴電連結將二層並聯^大 以= '方式將各層固定在—起。圖〜示另二此 處複合农置播需分開層狀元件介於各層間。 裝置 於簡單裝置’如圖5所示，有二兩 — 二交叉導體或其它導體以及四剩餘導；二、：内邯電極、 原因在於裝置爲頂至底對稱， 種配置有用 其它方式㈣。 允々万便猎自動化設備或以 特佳本發明之電路保護裝置具有於抑之電组小Μ歐姆 ’較佳小於0.5歐姆，特佳小於〇.3歐姆，尤其小於Ο」歐姆 ，且包含第-及第二層狀PTC電阻元件，其各自⑷由導電 聚合物组成，該聚合物具有於加之電阻係數小㈣歐姆_ 厘米，較佳小於1〇歐姆-厘米，特佳小於5歐姆-厘米且且有 PTC表現；以及（b)具有第—面及第二面。第—外部金屬落 電極接觸第—PTC元件之第一面，而第二外部金屬落電極接 觸第1TC元件之第-面。第三及第四内部金屬箱電極分別 接觸第-及第二PTC元件之第二面。裝置較佳具有第五及第 六剩餘外部金屬箔導電件，第五接觸第—PTC元件之第一面 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 523899 A7 B7 五、發明說明（17 ) 且與第一外部電極隔開，第六接觸第二PTC元件之第一面且 與第二外部電極隔開。通常有第七及第八剩餘内部金屬箔 導電件，第七接觸第一PTC元件之第二面且與第三内部電極 隔開，而第八接觸第二PTC元件之第二面且與第四内部電極 隔開。裝置也包含一或多個額外層狀聚合物元件其可爲導 電或爲絕緣。較佳額外元件之一爲第三層狀聚合物元件， 其爲絕緣，位於第一與第二PTC元件間，且牢固固定於PTC 元件之暴露内表面，其可包含PTC元件的内面或其内部電極 或内部導電件。PTC元件、電極及剩餘導電件界定二孔隙， 第一孔隙係介於第一外部電極、第七及第八内部剩餘導電 件與第二外部電極間；而第二孔隙係介於第五剩餘外部導 電件、第三及第四内部電極與第六剩餘外部導電件間，且 通過第一及第二PTC元件及第三層狀聚合物層（若存在）。此 外，裝置包含第一及第二橫向導電件其係由金屬組成。第 一橫向導電件係位於第一孔隙内部，且以物理及電性連結 至第一及第二外部電極以及第七及第八内部剩餘導電件。 第二橫向導電件係位於第二孔隙内部，且以物理方式及電 性連結至第五及第六外部剩餘導電件以及第三及第四内部 電極。 其它裝置具體實施例不含剩餘（也稱做額外）導電件。 本發明裝置可具有任何適當尺寸。但應用上之一大優點 係讓裝置大小儘可能縮小。較佳裝置具有最大維度至多12 毫米較佳至多7毫米及/或表面積至多60平方毫米，較佳至 多40平方毫米，特別至多30平方毫米。表面積可遠更小例 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · --r 523899

發明說明（18 如至多15平方毫米。 方法 主此處^示之方法可極爲經濟地製造裝置，係經由於一大 t層堆冗上進灯全部或大半方法步驟，然後將積層劃分爲 多個個別複合裝置。堆#的劃分可沿通過任何、部份或全 :導電面或通過任何、部份或全部交叉導體之線進行。此 寺劃分線也稱做分隔線或劃界線可具有任何適合製造特定 構型裝置的形狀例如筆直、冑曲或夾角。同理「功能」線 例婦與剩餘件間的間隙也可具有任何適當形狀。於劃 分，i方法步騍通常係以任何方便順序進行。例如於組裝 堆疊前可方便地將内部導電面圖樣化，以及於組裝後將外 部導電面圖樣化。但於組裝前可將内及外導電面圖樣化。 導電面的圖樣化依據最終裝置的預定功能而定，可與堆疊 的其E導電面相同或相異。例如圖5，6，8，. 9，1 1及12顯 不裝置具有内部電極，該内部電極爲外部電極的鏡像。圖 10及18至20顯示裝置具有内部電極，該内部電極圖樣化方 式與外部電極不同。經常可經由去除例如蝕刻、衝壓、或 研磨導電材料而圖樣化導電面。另外，圖樣可藉添加方法 製造例如網印、濺鍍或沈積。用於某些用途，可交替由一 積層的兩相對面取以交錯長條去除導電材料條俾平衡產品 的物理應力。所得圖樣含有間隙或凹部，該間隙或凹部適 合隔開裝置的第二電極與剩餘件，隔開一裝置與另一裝置 ，提供總成再劃分爲個別裝置的劃界線，允許個別積層或 組裝堆疊定向，或提供記號。 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------·-----II (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 523899 Α7 ___ Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（19 ) 父叉導m亦即電連結可於積層形成爲堆疊之前或之後形 成。若希望形成不會橫過全部堆疊層的交叉導體，則方便 地可僅形成預定積層的交叉導體然後組裝堆疊。另外，使 用盲通孔法，於堆疊組裝後可做出連結。堆疊的組裝例如 可於多階段完成’例如製備某些積層且牢固固定在一起， 對部份組構的堆疊進行若干進一步製程步驟（例如形成及鍍 敷交叉導體），及然後其它積層可牢固固定於此部份組構的 堆疊而完成總成。堆疊再劃分爲複合裝置可使用多種技術 完成例如鋸割、切變、切晶粒、衝孔及夾緊例如使用鋸、 剪、刀片、線、噴水槍、夾緊裝置、雷射或其組合達成。 若干由單一積層製造裝置之較佳方法揭示於美國專利第 5,864,281號。此等方法自適應於再劃分積層堆疊，例如如 此處所述。另外該方法之若干步驟，例如牢固固定積層於 一堆疊且利用交叉導體做出複數電連結可同時完成。 爲了減少於隨後製程步驟期間因收縮造成的卷曲或翹曲 ，較佳施用圖樣環繞至少一積層周邊。較佳圖樣係藉一種 方法製造，該方法包含環繞積層周邊以交錯截面設計例如 「W」字形或ΓΖ」字形選擇性由各積層之至少—導電面去 除導電材料，因此外層導電面之外緣間有電連續。 部份或全部外部導電面可以絕緣層例如焊料罩或標記材 料覆蓋，例如揭示於美國專利第5,83 I，5 10號。 本發明於附圖舉例説明，附圖中各結構特徵例如孔隙及 組件厚度未照比例繪製而使各組件更清晰容易了解。圖1 = 一堆疊1之截面之透視圖，堆疊有二層狀元件7及8， 馬 兵各自 -22-

(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 毓 523899 A7 B7 20 五、發明說明（ 具有圖才水化外斗導電面3及3 ’，及圖樣化内部導電面5及5，。 元件7及8使用圪緣層狀元件6彼此牢固固定。管狀交叉導體 11延伸貫穿堆疊（如所示）。 圖2爲根據本發明方法組構的堆疊之分解視圖。二層狀元 件7及8各自具有圖樣化内部導電面5及5，，以及未圖樣化外 部導電面3及3,涵括於堆疊，層狀元件6夾置於7與8間。對 正孔4用於將堆疊元件斜向定向，相對於彼此排齊，以及將 堆璺疋位接文隨後的製程，例如外部表面圖樣化及孔隙的 形成。 圖3爲堆疊截面之圖樣化外部導電面3之平面圖。c記號爲 堆璺再劃分爲複合裝置位置。圖4爲沿圖^線…—…之剖面圖 。堆疊包括層狀元件7及8其各自具有内部導電面5及5，以及 外部導電面3及3,，以及層狀元件6夾置於7與8間。堆疊經 鍍敷而於各孔隙提供管形交叉導體u (以及於堆疊的其；^ 露外表面上提供鍍敷層12)。如所示，堆疊可貫穿管形交叉 導體再劃分而形成具有半圓形截面的交叉導體。 圖5爲藉再劃分堆疊形成的複合裝置2之透視圖。二層狀 ptc元件17及18各自分別有外部電極14及14，，外部剩餘導 電件36及36,，内部電極16及16，及内部剩餘導電件“及％, ，層狀PTC元件17及18使用層狀元件26牢固固定在一起。第 一橫向件31及第二橫向件幻爲藉鍍敷法形成的中空管，其 中暴露面以銅鍍敷，然後以焊料鍍敷而形成第一鍍敷層^ 於橫向件31上以及形成第二鍍敷層52於橫向件51上。電介 貝塗層55覆盍裝置的外表面，但希望作電連結處除外。鍍 -------‘-----裝--- (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) . 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -23- A7 B7 五、發明說明（21 ) 敷12外力口至外部雷杯 兩 包極的暴路部。虛線間區指示電介質塗声 55下方不含電極材料部份。 曰 圖6顯^如圖5之複合裝置2焊接至絕緣基材9上之 及43<剖面圖。 圖7爲沿圖8至11，、 炙、，泉VIII-VIII所示多種複合裝 截面平面圖。虛線指示位於電介質層55下方部份，豆 中不存在有電極材料。注音 ，、 竹压思對圖8-11，14及21所示剖面圖 ，未顯示電介質層55。圖8及9顯示並聯連結的兩種PTC元件 配置圖8所τ裝置，於交換高電阻態時，層狀元件％ 於電位外加至外部電極14及外部剩餘導電件％時不且有跨 :狀元件26可能的電位降。但對圖9所示裝置而言，於交換 悲時，層狀π件26對相同外部電連結而言具有跨元件之電 位降。圖1〇顯示圖8所示裝置變化，不含内部剩餘導電件。 圖U顯示經由並聯連結三個層狀元件17、18及19形成的複 合裝置，層狀兀件26介於17與18間，以及層狀元㈣，介於 18 Μ 19間所不裝置版本具有内部電極μ，“，，μ，，及 16，，，，以及内部剩餘導電件38, 38，，38，，及38，，，。 ㈣導f件之裝置之平面圖，·沿xm-xm之 截面圖TF於圖13。虛的扣- 虚、、泉‘不外邵電介質層55下方區域，此 處不存在有電極材料。電介質層55未顯示於圖13。 圖14局藉本發明万法形成的複合裝置，其中交叉導體未 完全伸展貫穿堆4全部各層。爲了製造此處所示裝置，交 叉導體59僅伸展於堆叠之各層狀元件的外部與内部導電面 間；然後層狀元件使用各向異性導電物質57牢固固定在- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -24- 523899 A7 ------2Z_—_ 五、發明說明（22 ) 起，導電物質57僅於z方向導電，此處z表示由複合裝置之 底至頂的方向。導電物質57提供内部剩餘導電件38及38，與 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 内部電極16與16,間的電連結，而未造成38或38，短路至16或 16、 圖15顯示其中層狀元件17及18 _聯連結之複合裝置。層 狀元件係使用導電材料61牢固固定在一起。交叉導體製作 於堆疊内，連結至部份導電面但非全部。爲了形成此種交 叉導體，大於交叉導體預定維度的孔隙貫穿堆疊形成。然 後孔隙以絕緣物質63填補，使用絕緣體63填補的容積内部 形成兩個較小的孔隙65及67。孔隙65及67以及暴露的外部 電極具有鍍敷層32及52。 圖16顯示複合裝置之平面圖，其包括二裝置且具有三個 外部電連結點。二裝置77及79之電連結圖顯示於圖17。 圖18顯示圖16沿線XVIII_XVIIIi剖面圖。交叉導體”係 於内部剩餘件38及38,做電接觸。一間隙隔開剩餘件”及”， 與内邵電極16及16’。也存在有額外導電件46，。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖19顯示圖16沿線χιχ_χιχ之剖面圖。交叉導體72於内部 剩餘導電件38及38,做電接觸。以間隙隔開剩餘件38及38，與 内邵電極16及16,。也存在有額外導電件46。 圖20顯示沿圖16 χΧ_χΧ之剖面圖。

圖21顯示一複合裝置，其僅有一内部電極μ係由一個僅 有一内部導電面的堆疊形成。層狀元件17組合層狀元件I 。層狀元件可壓合在一起形成接合，故無需第三層狀元件 來將層狀元件牢固固定在一起。例如層狀元件17可包含pTC 25- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱)----—-----

、發明說明（23 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

元件，，78包含具有黏著性質的電介質基材。 外圖I馬複口裝置〈平面圖，其具有多個交叉導體提供額 载私",b Θ匕力’頟外強勁俾防止其它交叉導體受損或形成 开路。虛線指示不含電極材料區；點線指示-額外交叉導 體區。 T 。圖^馬沿圖22 χχιπ_χχιΙΙ之剖面圖（未顯示電介質層M) ^孔隙8 1有一金屬鍍敷層82且形成額外電連結介於内 部電極16與16,間。注意有-區環繞外部電極14及14,而該處 不存在有電極材料。 圖24爲堆璺丨 < 分解視圖，其中三層蝕刻後的導電積層 、108、1〇9利用黏著層形式的非導電層狀層1〇6,、I%，， 彼此附著。頟外非導電層1〇6及1〇6”，分別連結金屬落層⑴ 、111至蝕刻後的積層107及109。所得堆疊可劃分爲個別裝 置2，如圖25所示。於蝕刻及/或其它處理步驟後，多段金 屬箔層110、111殘留於暴露黏著劑面116、116，上作爲連結 至f路板或其它基材的襯墊。各裝置上存在有第一橫向件 3 1帶有第一鍍敷層32以及第二橫向件51帶有第二鍍敷層52。 圖26爲堆疊i之分解視圖，其中單一蝕刻及鑽孔導電積層 Π7夾置於二非導電層狀層116、116，間。各非導電層狀^ 可爲黏著劑例如環氧樹脂預浸布且包含一或多分開層。層 狀金屬箔層120、121附著於非導電層狀層1](6、U6,且形成 其^堆璺層。當各層利用加熱及加壓層合在一起時，黏著 劑將填補導電積層117的孔隙。加工處理後，各裝置2 (示於 圖27)可由堆疊！分開。電連結襯墊122係由金屬落層12〇形 -26- ---------------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂·

-I I I I I I _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 523899

成，襯墊用以附著一或多電氣阻件如矽裝置之裝置表面。 組件的附著揭示於國際專利申請案第PCT/US00/07801號（申 明日2〇00年3月17日）’其揭示併述於此以供參考。由金屬 箔層121形成的電連結襯墊132用以附著裝置至電路板或其 b基材第及第二橫向件3 1及5 1分別以層32及52鍍敷。 也存在有「隔離」橫向件或通孔124。此係由黏著劑填補孔 隙形成，貫穿該處又鑽孔另一孔且鍍敷。 本發明係藉下列實例舉例説明。 實例1 根據圖1及2之堆璺係藉下列方法製備。二積層個別厚度 約0.264¾米（〇.〇 1〇4吋）係經由附著厚約〇 〇3 %毫米（〇⑽Μ 吋）的鎳/銅箔至厚0.193毫米（〇 〇〇76吋）導電聚合物薄片兩邊 製備；黾來合物之製法係混合約40%容積比碳黑（雷文 〇^^，430得自哥倫比亞化學公司）與約6〇%容積比高密度 聚乙晞（奇伏榮（Chevr〇nTM)9659得自奇伏榮公司）然後擠壓成 爲薄片且於連續製程積層。積層薄片切成各積層大小〇.3〇 米X 〇. 41米（12忖x 16忖）。積層使用4 5 M e v電子束照射 至4.5百萬雷得。 各知層環繞周邊以非對稱圖樣鑽孔而提供孔隙及開槽於 已知X y取向對正積層平面的各積層。排齊孔及開槽用以對 正斑塊彼此形成堆疊，隨後對正工具用於成像、焊料罩蓋 及鍍敷作業。厚0.0762毫米（0.003吋）的改性丙晞酸系黏著 劑（皮拉路斯（PyraluxTM)LF〇得自杜邦公司）層也鑽孔排齊孔 適合供對正用。 -27- 本紙張尺度適財國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚了

<請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 523899 A7 ~' ----~— -2Z____ 五、發明說明（25 ) 、y積層炙各層之—薄層表面使用蝕刻技術圖樣化，其中 首先塗布蝕刻抗蝕劑然後以預定圖樣成像。蝕刻抗蝕劑經 顯像且於抗餘劑被去除前使用氯化銅完成姓刻。該等薄層 經圖樣化而界定各裝置及剩餘導電件周邊。此外，積層金 屬外H |虫刻而提供環繞周邊的交替交叉方向圖樣，如 圖2所不。提供電連續的路徑用於隨後錫/鉛的電解鍍敷。 、、工由汉置—積層，其圖樣匹配的蝕刻邊面向内，有一黏 著浏層夾置於其間形成一堆疊，如圖2所示。固定件用以對 正層狀積層，堆疊於加壓下加熱而永久性附著各層成爲一 種層狀結構。形成的堆疊厚度約爲0 61毫米0 024吋）。 貫穿整個堆疊鑽孔直徑G.94毫米（G.G374)之孔而形成孔隙 。堆疊使用電漿蝕刻處理。然後孔隙塗布膠體石墨，堆疊 以銅做電解^度敷。 然後堆疊的外部金屬箔層藉蝕刻圖樣化。排齊孔用以確 保蝕刻圖樣與先前蝕刻的内部各層適當對正。環繞邊緣之 父替父叉方向圖樣係如前述钱刻。 焊料罩（芬達爾（Finedel)DSR 2200 C-7得自塔木拉開肯 (Tamura Kaken)公司）施於堆疊之外部金屬箔層上，沾黏硬 化然後施用於堆疊之第二外部金屬箔層上，沾黏硬化。然 後焊料罩經成像及顯像。做記號標示各部件，然後面板力口 熱而凡全硬化罩盍。錫鉛焊料板沈積於焊料襯墊區用於附 著裝置之電路板。 總成被劃分而製造圖5所示裝置，劃分方式爲首先使用剪 或鋸將總成分成多個長條，然後將長條藉機械夾緊再分成 -28- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 523899 26 五、發明說明（ 個別裝置，該過程使用二步驟式方法，其中長條首先於分 隔線彎曲而於導電聚合物形成裂痕，然後沿該分隔線剪開 。製造的裝置具有維度約4.5毫米χ3·4毫米χ〇7毫米（〇^二 吋X 0.133吋X 0.029吋）以及電阻約〇〇31歐姆。藉焊料再流 而安裝於印刷電路板後，裝置具有電阻約〇〇5〇歐姆。 實例2 根據圖24之堆疊係藉下述方法製備。如實例1製備三積層 、照射且鑽孔排齊孔。四層如實例丨之改性丙烯酸系黏著劑 以及兩層1盎司銅箔（厚〇·〇34毫米（0.00135吋）)於一邊接受灰 色氧化物處理然後鑽孔適合對正用的排齊孔。使用實例^蝕 刻技術，全4二％層上的二箔電極外表面經圖樣化界定個 別裝置周邊及剩餘導電件，以及界定面板周邊上的交替交 叉方向圖樣。 藉設置一層銅落於底部（處理面向上）接著爲一層黏著層， 三層積層其圖樣匹配之蝕刻側係於固定件定向，黏著層夾 置於各層@，接著爲-黏著層於最頂積層上，然後爲一層 銅箱層置於頂上(處理面向下)而形成一堆疊。固定件用以對 正層狀積層，堆疊於加壓的同時加熱而永久性附著各層成 爲積層結構。所得堆疊厚度約119毫米（〇〇47忖）。直徑〇 % 毫米（O.G37〇之孔鑽孔貫穿整個堆疊形成孔隙。堆疊使用 電漿蚀刻處理，孔隙塗布膠體石墨，堆疊以銅做電解鐘敷。 員 工 消 費 然後堆疊之外部金屬簿層使用排齊孔蚀刻圖樣化而確保 通當對正° %繞邊緣的交錯交叉方向圖樣係如前逑！虫刻。 記號及焊料施用如同實例1。然後堆叠總成使用實賴呈 本紙張尺度適用中國國家標準公爱) -29- 523899 A7 P7 五、發明說明（） 序分割而製造圖25所示裝置。製程的裝置具有維度約45毫 米乂3.4毫米\1.2毫米（〇179吋\〇133对乂〇〇47忖）以及 電阻約0.018歐姆。藉焊料再流而安裝於印刷電路板後，裝 置具有電阻約0.029歐姆。 實例3 根據圖26之堆疊總成係藉下述方法製備。製備厚約〇198 毫米（〇.0078吋）之積層，製法係將厚約0.0356毫米（0.0014 吋）之鎳/銅箔附著於厚〇·127毫米（0.〇〇5吋）之導電聚合物薄 片之二主面上。導電聚合物之製法係混合约π%容積比碳黑 (田文430)與約1〇 5%容積比高密度聚乙晞（LB832，伊開斯 塔（Eqmstar)公司製造）及約52·5〇/()共聚物（EBA7〇5，伊開斯 塔製造），如實例1然後於連續製程擠壓成爲薄片及積層。 積層薄片切成〇.1〇米\〇.41米（4吋χ16吋）的各積層。 主積層如實例i鑽孔排齊孔，直徑〇·127毫米（〇〇5〇吋）之孔於 積層形成孔隙：。四層厚〇·〇38毫米（〇〇〇15忖）之環氧樹脂預 浸布（44Ν多薄膜得自亞龍（Adon)公司）及兩層如實例丨處理 的1盎司銅箔也鑽孔對正用以排齊孔。 積層之二箔電極外表面使用實例丨所述蝕刻技術圖樣化而 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -------·------Φ·裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 界足剩餘導電件，以及額外独刻結構特徵作爲隨後隔離處 理的排齊基準記號。 隹$之形成方式係放置一層銅箔於底部（處理面向上），接 著爲兩層預浸布層（於圖26顯示爲單層），積層，二預浸布層 ，以及然後一銅箔層置於頂上（處理面向下）形成堆疊。固定 件用以對正各層，堆疊加壓之同時加熱而永久性附著各層 -30- 本紙張j度適用中關家^^咖心規格⑽χ挪 ~ -—-- 五、發明說明（28 ) 成爲積層結構，且強迫環氧樹脂完全填補積層的孔隙。形 成堆疊厚度爲约0.61亳米（0.024吋）。 直徑〇·94毫米（〇·〇37忖）及〇 57毫米（〇 Ου忖）之孔貫穿整個 堆疊鑽孔形成孔隙，直徑〇·57毫米（〇〇23忖）之孔則貫穿整 個堆疊鑽孔形成孔隙，該孔隙對中於環氧樹脂填補孔隙； 後述孔隙藉環氧樹脂與積層的電極隔離。堆疊使用電漿蝕 刻處理，孔隙塗布膠體石墨，堆疊使用銅電解錢敷。7 然後堆疊的外部金屬箔層藉蝕刻圖樣化。排齊孔用於確 保钱刻圖;^永係適當對正先前蚀刻的内部各層。 爲了製造如圖27所述裝置，總成藉鋸鋸開，於一方向切 片面板長度然後將面板做90度角旋轉且將面板寬度單向切 片，使用積層上的蝕刻基準結構特徵作爲鋸開的定位記號 。製造的裝置具有維度約4.5毫米χ 13 77亳米χ 〇61毫米 (〇.177忖 X 0.542忖 χ 0.024忖）。 此等個別裝置於帶式爐上加熱處理而加熱裝置至高於聚 合物熔點（>130。〇，冷卻至室溫然後使用鈷照射源照射至7 百萬雷得。 所得裝置具有電阻當跨導電聚合物積層量測時電阻約爲 0.028歐姆，而當跨隔開的通孔與導電聚合物積層量測時大 於1 X 106歐姆。藉焊料再流安裝於印刷電路板上或鎳引線上 後，裝置於跨導電聚合物積層量測時具有電阻約〇〇42歐姆 ，以及跨隔開的通孔與導電聚合物積層量測時電阻係大於^ X 106歐姆。裝置適合直接附著電氣組件至裝置，孔隙及橫 向導電件定位成依據確切電連結而定，附著的電氣組件如

Claims (1)

1. 第891188Π號專利令請案 中文申請專利範圍修正本(9〇年9月） A8 B8 C8 D8

   申請專利範圍 1 · 一種製造一複合聚合物電路俣確举w、、^ 含 吼路保濩裝置<万法，該方法包 (1) 提供一聚合物總成，包含 ⑷提供第-及第二積層，各積層包 元件具有至少一導電表面， 水°物 ⑻提供—導電材料圖樣於—積層之導電表面之至，,、 一面上； J ⑷以預定配置SI定積層於—堆疊，至少—積層〇 少一導電表面構成該堆疊之外部導電表面，以及3 土 ”⑷製造複數個電氣連結介於第—積層之導電表面盘 弟二積層之導電表面間；以及 /、 (2) 將鱗疊再劃分成為個別裝置，各該裝置包含 一電氣連結。 ° 〆 2.如申請專利範圍第K之方法，其中步驟⑻之圖樣存细 由從：積層之導電面之至少一面上去除部份導電材料； 成，較佳係藉姓刻、研磨或衝壓方法形成。 3·如申請專利範圍第㈣之方法，其進一步包含提供導 料圖樣於外部導電面之至少—面上，較佳係由㈣導電 面選擇性去除部份導電材料提供。 ％ 4.如申請專利範圍第3項之方法，其中至少一圖樣化外部導 電面係以絕緣層部份覆蓋。 其中内及外導電面上的圖 5·如申請專利範圍第3項之方法 樣不同。 其中一層額外導電層加至 6·如申請專利範圍第丨項之方法 523899 8 8 8-ABCD 六、申請專利範圍 外部導電面之至少一面的至少一部份上。 7 ·如申凊專利範圍第1項之方法，並中 進行。 /、甲步驟（c)及（d)係同時 8. 如申請專利範圍第！項之方法，其丨、一 沪役、a ^ y 一積層作記號而 挺供万向性的獨特識別，較佳 认瓦念a、 ％層圮號提供劃界用 万；再度劃分成為個別裝置。 9. ’其中總成包含一第三積 其中積層係藉黏著劑而彼 其中介於堆疊的第一與第 如申請專利範圍第.丨項之方法 層。 10.如申凊專利範圍第1項之方法， 此固定於該堆疊。 如申請專利範圍第1項之方法， 二積層之導電面間經由⑴形成—孔隙伸展疊开二 及（11)形成一導電件於孔隙内部做出電連結。 12·如申請專利範圍第1項之方法，並 I、 姑班 "τ私連結足位置為個別 ι置包含至少二電連結。 R =請專利範圍第旧之方法，其中於至少—積層之層狀 水δ物元件包含一種PTC導電聚合物組合物。 14. ^申請專利範園第13項之方法，其中⑷於各積層的層狀 “物元件包含-種PTC導電聚合物組合物；以及⑼於 ^積層之m:導電聚合物組合物係、與另_積層的pTc導 電聚合物組合物相同或相異。 15·=申請專利範圍第！項之方法，其中至少_層狀聚合物元 件包含-種ZTC導電聚合物材料，一種NT 材料或一種絕緣聚合物材料。 -2 - X 297公釐） 本纸張尺度鮮(CNS) A4規格(21?

   •如中μ專利氣圍第i -之方法，其中個別裝置係 銀、前、刀泛 ，合 义斤J 刀片、、，泉、噴水槍、夾緊裝置、雷射或其組合 而由總成細部劃分。 σ 17 ·如申凊專利範圍第1 ^ « , ΑΛ ^ 万法，其中各牙貝層上的導電面句 含金屬箔。 1 8. —種聚合物總成，包含： (a)—罘一積層，包含一具有至少一導電表面有圖樣 層狀聚合物元件； ⑻―第二積層’包含-具有至少-導電表面有圖樣之 層狀聚合物元件，該第二積層係固定於堆疊的第一積層 ’故孩積層具有第—及第二外部$電表面；以及 (C)複數個橫向導電件，其貫穿通過第一及第二積層介 於第一與第二外部導電表面間。 —種複合裝置，包含： (1) 弟一及弟一外部層狀電極， (2) 第三及第四内部層狀電極， 其個別⑴具有PTC

   裝

   (3) 第一及弟一層狀PTC電阻元件 衣面，及（u)包含由一種PTC導電聚合物組成的層狀元件 4第一電阻元件具有第一外部電極固定之第一面， 及第三内部電極固定之相反第二面，以及該第二電阻 件具有-第二外部電極固定的第—面及—第四内部電 固定的相反的第二面， 一（4) 一第五外部層狀導電件’其⑴固定於第一 pTc電阻 元件之第一面，以及（ii)與第一外部電極隔開， 申請專利範圍 ()第/、外邵層狀導電件，其⑴固定 .元件之第一面，以及（ii)盥 ^-PTC%PiL ίΜ ® ' 厂、弟—外郅電極隔開， (6)—罘七円邵層狀導電 元件之第-而、·· 一（1)固足於第一 PTC電阻 ;’以及(11)與第三内部電極隔開， —弟八内部層狀導電件， 元件之m ; 兒仟其⑴固疋於第二PTC電阻 :、Γ 以及(li)與第四内部電極隔開， 極 ⑻-弟-孔隙通過第一層狀 與第二層狀P丁C元件之第二外部電極間/外^ 外 ⑼-第二孔隙，其係介於第一層狀PTC元 五 4層狀導電件與第二層狀p 丁 、 件間， 70件 < 罘穴外邵層狀導電 (1〇)—第一橫向導電件，其 (a)位於第一孔隙内部， ⑻介於第-層狀PTC元件之第—外部電極與第二声 狀PTC元件之第二外部電極間， (c)固定於第一 ΡΊχ元件 件，以及 、第二PTC元件及第三層狀元 ⑷以物理方式及電性連結至第—外部層狀電極、第 七内邵層狀導電件、第八内部層狀導電件以及第二外 部層狀電極，但未連結至第三或第四内部電極，以及 (11)一第二橫向導電件，其 (a) 位於第二孔隙内部， (b) 介於第五外部層狀導電件與第六外部層狀導電件 間， ，私 -4- 523899 A B c D 六、申請專利範圍 (c) 固定於第一 PTC元件、第二PTC元件及第三層狀聚 •合物層，以及 (d) 以物理方式及電性連結至第五外部層狀導電件、 第三内部電極、第四内部電極以及第六外部層狀導電 件，但未連結至第一或第二外部電極。 20.如申請專利範圍第19項之複合裝置，進一步包含一第三 層狀元件，其⑴包含一種絕緣聚合物，（ii)插置於第一與 第二層狀PTC電阻元件間，以及（iii)固定第一層狀PTC元 件至第二PTC元件。 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）