TW556458B - Polymeric circuit protection device and method of making the same - Google Patents

Description

經濟部中夹標準局員工消費合作社印裝 556458 at B7 五、發明説明（/) _明背景 一種高分子基電路保護裝置，以及其製法，尤指一具 有正溫度係數熱敏電阻（Positive Temperature Coefficient，以下簡稱PTC)特性之表面接著型高分子基電 路保護裝置。按，PTC裝置已被廣泛應用於溫度檢測、安 全控制、溫度補償· ••等等領域。以往，熱敏電阻裝置 主要是以陶瓷爲材料，但陶瓷需要較高溫度製造，製造溫 度多在攝氏九百度以上，需要消耗大量的能源，製程也比 較複雜。而後，高分子基之熱敏電阻裝置被開發出來，由 於高分子基材之熱敏阻抗裝置，製造溫度在攝氏三百度以 下’加工、成型比較容易，能源消耗較少，製程簡單，成 本低廉，因此應用領域日漸寬廣，而市場上已有相關產品 銷售’其中主要的生產公司如Raychem與Littelfuse公司， 亦有相關專利，如美國第5852397、5900800專利公開。

Raychem公司，揭示一種利用導電塡充材塡充之高分 子複合材料，製成ptc電路保護裝置。該具有PTC特性 之導電塡充材塡充之高分子複合材料，在常溫時，爲低電 阻狀態，當流經廣分子複合材料之電流過大，造成高分子 複口材料的溫度，達到一定的切換溫度（Switching Temperature，Ts)時，導電塡充材塡充之高分子複合材料 之電阻，會迅速上升，而切斷電流，避免電路重要元件被 燒毀，因此，可以應用在於電流過載保護裝置，以及溫度 開關裝置之設計。 請參第一圖，▲習知之具有ptc特性之導電性複合材 本纸張適用中國國家榇率（CNS )八视^ ( 210><297公董]' --------- ---- (請先閱讀^面之>4意事項异填寫本頁) ^ —β----- 556458 A7 B7___ 五、發明説明（2) 料元件12組成之PTC電路保護裝置1〇，其以鍍通孔11 (Plate-Through-Hole)將上方電極13與下面之第二電極 I4形成電導通，再製作下面一阻絕層16，區隔第一電極 14與第二電極15，使其成爲絕緣狀態。而一般使用的電 極材料，爲鎳金屬及銅金屬，其體積電阻在10_5歐姆公 分到1(Τό歐姆公分之間。而碳黑的體積電阻在ΗΓ1歐姆 公分到1〇_2歐姆公分之間；製成碳黑塡充之高分子複合材 料後，複合材料之常溫體積電阻在10-1歐姆公分到10·2 歐姆公分以上。當溫度在切換溫度Ts以上時，複合材料 之體積電阻更會大幅提高，遠大於金屬電極的體積電阻。 因此由下面第一電極I4與下面第二電極15爲兩個端電極 之電路保護裝置10，在通過電流時，主要的電位降，發 生在電流流經上方電極13與下面第二電極15間具有pTc 特性之導電性複合材料元件I·2。而鍍通孔11、上方電極 13，以及下面第一電極14上，都具有相近的電位。而下 面第二電極15，則爲另電位。 i靑穸第一圖’ Littelfuse公司揭示另一種高分子基電 路保護裝置，其^用具有上下兩層金屬箔22、23 (作爲 金屬電極），以及一中間層具有PTC特性之導電性複合材 料元件21之PTC積層結構。其搭配分別垂直於下層爾極 22及上層電極23之第一側邊電導機構28及第二側邊電 導機構29，以及絕緣材料阻絕層26及27，將具有pTc 特性之導電性複合材料元;件的上下兩層金屬電極22、23， 電導通至同一平面（上面或是下面），而製得高分子基鼇 本紙張尺度A用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） l·.1-T------秦. «% (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -、ΤΓ 線 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 556458 經濟部中央樣準局員工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（3) 路保護裝置。 而前述該等技術，主要係採用金屬箔，以及具有PTC 特性之導電性複合材料元件，經由熱壓合形成之pTC積層 結構後’再進行電鍍、蝕刻、鍍通孔及端銀電鍍等製程。 由於金屬箔以及具有PTC特性之導電性複合材料元件，以 及金屬箔’在熱壓合形成之PTC積層結構，其機械強度不 足’在製程中容易翹曲變形，尺寸安定性（Dimension Stability)較差，使得在製作線路後再與其他pTC：積層結 構、絕緣補強材料或金屬電極進行熱壓合形成多層之pTC 積層結構時，會有上下層對位準確性問題。 同時’上述技術製作之具有PTC特性之導電性複合 材料元件’因無適當的絕熱層阻隔，容易受到週圍環境溫 度’例如焊接高溫之影響，直接反應在元件之電阻變化 上’使電阻跳動之變化難以預測與控制。 又且，上述技術製作之具有PTC特性之導電性複合 材料元件，其上下兩端之電極，須先將元件上下兩平面之 電極層以蝕刻方式分割開來，以致於造成具有PTC特性 龜 &導電性複合材‘料元件的有效使用面積之減少，效能會被 降低。 發明目的 本發明之目的，在於提供一種高分子基電路保護裝置 及其製法，其運用耐熱材料作爲具有PTC特性之導電性 複合材料元件之絕熱層，.使得具有PTC特性之導電性複 合材料元件，不易受週圍環境溫度，例如焊接高溫之影 本纸張尺度適用中國國家標準（A4規格（210x297公釐) LI-^------$1 - Φ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 556458 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（冬） 響’而反應在元件之電阻變化上，使得元件不易產生電阻 跳動之變化’進而使高分子基電路保護裝置，具有較穩定 之電阻。 本發明又一目的，在於提供一種高分子基電路保護裝 置及其製法，在目4具有PTC特性之導電性複合材料元件 之上層電極與下層電極之間，並未有任何鍍通孔通過該具 有PTC特性之導電性複合材料元件，或是有直接與上層 電極或下層電極垂直實體接觸之側面導電機構，使得該具 有PTC特性之導電性複合材料元件，得以因溫度上升而 充分膨脹，完全撐斷成爲不連續的狀態，使得高分子基電 路保護裝置，在電流過載時，具有最佳之斷電特性。 本發明之另一目的，在於提供一種高分子基電路保護 裝置及其製法，有較佳的結構強度，使該裝置製作加工， 更爲簡單，並得減少尺寸安定性的問題。 本發明之再一目的，在於提供一種高分子基電路保護 裝置及其製法，該高分子基電路保護裝置在製作時，其得 以運用強化塑膠成型材料及塑膠金屬化製程，使得高分子 鱔 基電路保護裝置^}加工與製造，更爲簡易。 本發明的又一目的，在於提供一種新型之高分子基電 路保護裝置及其製法，其中具有PTC特性之導電性複合 材料元件·，其上下層金屬電極層具有最大有效使用面積， 而使得高分子基電路保護裝置，得有最低電阻的效果，得 以發揮電路保護裝置最佳之.功效。 發明槪述 I---^------^^1 - « (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 .5-- 本纸張尺度逋用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 556458 A7 -—-----B7 五、發明說明（5 ^ -- 维壯舄了達到上述目的，本發明提供一種高分子基電路保 ^衣蟹，由〜第一電阻構件以及一第一強化構件組合而 成，其中，該第一電阻構件，包括一 1有pTC：特性之第 A導雩複合材料層，且在該具有PTC特性之第一導電複 口材料層之第〜面上，設有〜第二導電層，且在該具有 PTC特性之第〜導電複合材料層之第二面上，設一第二導 電層。 而該第一強化構件，包括一強化元件，該強化元件， 主要爲提供機械強度或是耐高溫，較佳者，當然爲二者兼 具，例如使用強化塑膠成型材料。並在該強化元件上設有 一第一電極以及一第二電極。而該第一電極一端設爲接觸 端，另一端延伸至該強化元件之第一平面上。該第二電極 一端亦設爲接觸端，且另一端亦延伸至該強化元件之第一 平面上。並且，該第一電極與該第二電極，係設爲絕緣狀 態；並設使該第一電阻構件，安置於該第一強化元件朝外 的一第二平面上，並使該第一電阻構件之第一導電層，與 該第一強化構件.之該第一電極接觸端構成電性接觸，且使 該第一電阻構件之第二導電層，與該第一強化構件之該第 二電極接觸端構成電性接觸，組合而成高分子基電路保護 裝置。 由於’使用強化元件，具有強耐熱性，可以作爲該具 有PTC特性之導電複合材料層之絕熱層，使得該具有PTC 特性之導電複合材料層，.不易受週圍環境溫度，例如焊接 高溫之影響’而反應在製得之高分子基電路保護元件之電 ί紙張尺度適用中國國家標準（CMs7a4規格（21〇><29_7公董） "~" (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 556458

i、發明説明（6) 阻變化上，使得電路保護裝置不易產生電阻跳動之變化， 進而使商分子基電路保護裝置，具有較穩定之電阻。 且，在該具有PTC特性之導電複合材料層兩端之第一導 電層與第二導電層之間，並未有任何鍍通孔通過該具有 PTC特性之導電複合材料層，亦未有直接與第一導電層與 第一導電層垂直實體接觸之側面導電機構，使得該具有 PTC特性之導電複合材料層，得以因溫度上升而充分膨 脹’完全撐斷成爲不連續的狀態，使製得的高分子基電路 保護裝置，在電流過載時，具有最佳之斷電特性。 同時’由於本發明設置了強化元件，具有較佳的結構 強度’使該高分子基電路保護裝置在製作加工，更爲簡 單，並得減少尺寸安定性的問題。 再則，在本發明中，該具有PTC特性之導電複合材 料的第一導電層、第二導電層.，因未有任何蝕刻或切割， 具有最大有效使用面積，而使得高分子基電路保護裝置， 得以具有最低電阻的效果，得以發揮高分子基電路保護裝 置最佳之功效。 寒 Λ 至於本發明之其他優點，以及進一步細節，以下用實 施例作進一步之說明。 圖式之簡單說明 第一圖爲~先前技藝之說明示意圖； 第二圖爲另一先前技藝之說明示意圖； 第三圖爲本發明第一實施例之基礎結構示意圖； 第四圖爲上述實施例的電路保護裝置部份元件之一製作 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面义注意事項再填寫本頁) ，11 線 經濟部中夬樣準局員工消費合作社印裝 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 556458 A7 B7 五、發明説明（7) 過程剖面圖； 第五圖爲上述實施例的電路保護裝置元件之進一步製作 過程剖面圖； 第六圖爲上述實施例的電路保護裝置元件再進一步製作過 程剖面圖； 第七圖爲上述實施例具有PTC特性之導電性複合材料元件 示意圖； 第八圖爲上述實施例之元件結合示意圖； 第九圖爲本發明第二實施例的電路保護裝置元件結合示意 圖； 第十圖爲本發明第三實施例之部份元件基礎結構示意圖； 第十一圖爲上述實施例中元件製作過程剖面圖； 第十二圖爲上述實施例的電路保護裝置元件之進一步製作 過程剖面圖； 第十三圖爲上述實施例的電路保護裝置元件之再進一步製 作過程剖面圖； 第十四圖爲上述寰施例的電路保護裝置元件結合示意圖； 第十五圖爲上述實施例的電路保護裝置元件結合最終示 意圖。 圖式編碼的簡單說明 (10-29爲習知前案元件標號） 10 :第一習知前案之PTC電路保護裝置； 11 :第一習知前案之PTC電路保護裝置示意圖上的鍍通 孔;_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇Χ：297公釐） Γr------^------、訂------^0— 4 m (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 556458 A7 B7 五、發明説明（8 ) 12 :第一習知前案之PTC電路保護裝置示意圖上的具有 PTC特性之導電性複合材料元件； 13 :第一習知前案之PTC電路保護裝置示意圖上的上面 電極； 14 :第一習知前案之PTC電路保護裝置示意圖上的下面 第一電極； 15 :第一習知前案之PTC電路保護裝置示意圖上的下面 第二電極； 16 :第一習知前案之PTC電路保護裝置示意圖上的阻絕 層； 20 :第二習知前案之PTC電路保護裝置示意圖； 21 :第二習知前案之PTC電路保護裝置示意圖上的具有 PTC特性之導電性複合材料元件； 22 :第二習知前案之PTC電路保護裝置示意圖上的下面 電極； 23 :第二習知前案之PTC電路保護裝置示意圖上的上面 電極； m 24 :第二習知前<案之PTC電路保護裝置示意圖上的下面 電極在靠近一側端部分； 25 :第二習知前案之PTC電路保護裝置示意圖上的上面 電極在靠近另一側端部分； 26 :第二習知前案之PTC電路保護裝置示意圖上的第一 阻絕層； 27 :第二習知前案之PTC電路保護裝置示意圖上的第二 l·——,-----------IT------ 4 * (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X297公釐〉 556458 A7 B7 五、發明説明（9) 阻絕層； 28 :第二習知前案之PTC電路保護裝置示意圖上的第一 側面導電層； 29 :第二習知前案之PTC電路保護裝置示意圖上的第二 側面導電層； (30以下，爲本發明實施例之元件標號） 30、30f :強化元件； 40 :強化構件製程中之半成品； 41 :強化構件之電極層； 41A、41A’ ：強化構件之第一電極； 41B、41B’ ：強化構件之第二電極； 50 :強化構件製程中之半成品； 51 :電極補強層； 51A、51A’ ：第一電極補強構件； 51B、5lBf :第二電極補強構件； 60、 6(Τ :強化構件； 61、 6Γ :絕緣部份； 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 62、 621 :絕緣溝槽； 70、 :電阻元件； 71、 7Γ :具有PTC特性之導電複合材料層·， 72、 72':電阻元件之第一導電層； 73、 73’ ：電阻元件之第二導電層； 74、 74f :第一導電補強層； 75、 75':第二導電補強層； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 556458 A7 B7 五、發明説明（/〇) 80 :第一實施例之高分子基電路保護裝置； 90 :第二實施例之高分子基電路保護裝置； 100 :中間強化構件之強化元件； 110 :中間強化構件製程中之半成品； 111 :連接導電金屬層/ 111A :第一連接導電金屬層； 111B :第二連接導電金屬層；. 120 :中間強化構件製程中之半成品； 121 :連接導電金屬補強層； 121A :第一連接導電金屬補強層； 121B :第二連接導電金屬補強層； 130 :中間強化構件； 131、132 :絕緣部份； 140 :第三實施例之高分子基電路保護裝置半成品； 150 ··第三實施例之高分子基電路保護裝置 第一實施例： 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 (请先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 請參第三圖.，其爲本發明第一實施例之一強化構件之 強化元件30基礎結構示意圖。在本實施例中，該強化元 件30，設爲L型，並以強化塑膠成型材料爲加工基材， 可提供高分子基電路保護裝置結構所需之機械強度及尺 寸安定性。強化元件30在形狀上，並不限於L型，只要 足可提供下述導電複合材料層遮蔽即可。而在材料選擇方 面，只要是耐高溫、機械強度佳之工程塑膠材料皆可適 用，例如聚對苯二甲酸乙酯（PET)、聚對苯二甲酸丁酯 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) A4規格（210x297公釐〉 556458 A7 _B7______ 五、發明説明（丨/ ) (PBT)、聚氧化二甲苯（PPO)、聚砜（Polysulfone)、聚醚 砜(PES)、聚硫化二甲苯(PPS)、聚芳香酯（PAR)、聚二 醚酮(PEEK)及液晶高分子塑膠材料(LCP)等塑膠材質，利 用塑膠射出成型或塑膠押出成型製程以製作本實施例之 強化元件30。 但是強化元件30本身並不具導電性，無法製作所需 之電導通機構，因此本發明乃運用塑膠金屬化方式製作金 屬導電電極。請參第四圖，本發明在強化元件30四周夕f 側覆蓋一層電極層41，製成強化塑膠金屬化製程之半成 品40，而此塑膠金屬化製程，首先須將強化元件30表面 粗糙化或極性化處理，以增加強化元件30與電極層41 之接著強度，而此一塑膠表面處理程序，可使用噴砂、化 學微蝕或電漿表面處理等方式，再配合塑膠金屬化製程， 可使用塑膠電鍍，金屬真空蒸鍍，金屬真空濺鍍等方式， 形成電極層41，而此一電極層41之材質可爲金，銀，銅， 白金，或鎳等金屬或合金皆可。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 而爲了便玲高分子基電路保護裝置之電極易於熔 接，本實施例在電極層41之外，設電極補強層5 1，以補 強電極層41的熔接能力，而此電極補強層51，可使用化 學或電鍍方式在電極層41四周外側覆蓋而成，組成可爲 錫、錫鉛合金或其它低熔點焊接溫度之金屬合金材料皆 可，而此所謂低熔點焊接溫度係指溫度低於攝式三百度以 下者。請參第五圖，爲本實施例之電鍍錫鉛製程之半成品 50。請參第六圖，利用化學蝕刻、機械物理刷磨或切割等 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) " ' 556458 A7 五、發明説明（/2) 方式，再去除部份電極層41與電極補強層51，使之形成 絕緣部份61，以及一絕緣溝檜62，並使電極層41在強化 元件一第一平面上，區分爲第一電極41A，以及第二電極 41B，且第一電極4iA與第二電極41B，係設爲絕緣狀態。 而電極補強層51，亦被區分爲第一電極補強構件51A(或 稱爲第一電極補強層)和第一電極補強構件51B (或稱爲 第二電極補強層）。 亦即，該強化構件60之強化元件30上，形成一第一 電極41A以及一第二電極41B。而該第一電極41 a接近 絕緣部份61之一端爲接觸端，而其另一端延伸至該強化 元件30之一平面上。而該第二電極41B接近絕緣部份61 之一端，亦爲其接觸端，且其另一端亦延伸至該強化元件 30與第一電極41A—端相同之一平面上。 濟 部 中 央 標 準 局 員 工 消 费 合 作 社 印 製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 請參第七圖，爲本實施例之電阻構件7〇之結構示意 圖’此電阻構件7〇，包括-融.PTC特性之導電複合材 料層71，在該具有PTC特性之導電複合材料層？！之第— 面上’設有-第厂導電層72，且在該具有PTC特性之導 電複合材料層71之第二面上，設—第二導電層73。同樣 的’爲使第—導電層72與第=導電層73易於熔接，本實 施例分別在第一導電層？2與第二導電層73 導電補強層74以及第二導電補強層75。 口 ^構件^ 複合材_71，可爲碳黑塡 晶性料子複合.材料，此〜_結晶性高分子複 _可選用聚乙烯，聚丙烯，聚氟烯或甘丑窮么物 本紙張;^適用 fii^(CNS)A4i^.210x297公釐）----入一 一水口十yj 556458 A7 B7 五、發明説明（/3) 在本實施例中，係爲聚乙烯(PE) Petrothene LB832(此爲美 國Eguistar公司商品）。而碳黑爲Raven450(此爲美國 、?τ

Columbian公司商品）。兩者以重量比例一比一，在攝氏二 百一·h度下以塑譜儀混練八分鐘，再以熱壓成型機在攝氏 一百七十五度下熱壓成型爲具有PTC特性而厚度爲 〇.5mm左右之板狀導電性複合材料，再以鎳鍍銅箔(總厚 度38微米)形成本實施例之第一導電層72與第二導電層 73，而後在第一導電層72上方，以及第二導電層73下方 分別覆蓋第一導電補強層74以及第二導電補強層75，此 第一導電補強層74及第二導電補強層75可用化學或電鍍 方式製作完成，其組成可爲錫、錫鉛合金或其他低熔點銲 接之金屬或合金材料皆可。 線 請參第八圖，將完成之強化構件60 (第六圖），在強 化兀件3 0之一向外的平面上’放置電阻構件7 0，或以鄰 靠的方式將該電阻構件70，安置在該強化構件60旁，但 未必要使該強化元件30直接與電阻構件70直接接觸，而 該平面不同於強.化元件30同時形成第一電極與第二電極 Λ 經濟部中央梂準局負工消费合作社印製

之平面。使得該電阻構件70之第一導電層72，與該強化 構件60之該第一電極41Α接觸端構成電性接觸，且使該 電阻構件70之第二導電層73，與該強化構件之該第二電 極41B接觸端構成電性接觸，在本實施例中，電阻構件 70之第二導電補強層75與第二電極補強構件5 1B形成直 接接觸，而第一導電層72及第一導電補強層74則分別與 強化構件60之第一電極41A以及第一電極補強構件51A 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 556458 A7 —_— B7_ 五、發^説明（/手） 形成直接接觸，再連接該等接觸點，如利用金屬積層熱熔 接或迴銲方式，使該等接觸點形成實體接觸和電連接，而 組成表面接著型高分子基電路保護裝置8〇。 而此表面接著型高分子基電路保護裝置8〇,即可利用第 一電極補強構件51A以及第二電極補強構件51B，作爲對 外焊接之電極，發揮功用。 而由以上說明可知，本發明所提供之高分子基電路保 護裝置，由於，使用強化元件30,運用具有強耐熱材料， 作爲具有PTC特性之導電性複合材料元件（導電複合材 料層70)之絕熱層，使得導電複合材料層7〇，不易受週 圍環境溫度，例如焊接高溫之影響，而反應在製得之高分 子基電路保護元件之電阻變化上，使得電路保護裝置不易 產生電阻跳動之變化，進而使局分子基電路保護裝置，亘 有較穩定之電阻。 且，在導電複合材料層70兩端之第一導電層72與第· 二導電層73之間，並未有任何鍍通孔通過該導電複合材 料層70，本發明·亦未有直接與第一導電層72跑第二導電 層73垂直實體接觸之側面導電機構，使得該導電複合材 料層70 ’得以因溫度上升而充分膨脹，完全撑斷成爲不 連續的狀態’使製得的高分子基電路保護裝置，在電流過 載時，具有最佳之斷電特性。 同時，由於本發明設置了強化元件3〇，具有較佳的 結構強度，使該高分子基電路保護裝置在製作加工，更爲 簡單，並得減少尺寸安定性的問題。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐1 ' --- l·——1-----------、ΤΓ------ (請先閲讀背面t注意事項再填寫本頁) 556458 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（/右） 又且，本發明之高分子基電路保護裝置，運用強化塑 膠成型材料及塑膠金屬化製程，使得高分子基電路保護裝 置的加工與製造，更爲簡易。 再則，在本發明中，導電複合材料層70的兩側第一 導電2 72、第二導電層73，具有最大有效使用面積，而 使得高分子基電路保護裝置，得以具有最低電阻的效果， 得以發揮高分子基電路保護裝置最佳之功效。 第二實施例： 請參第九圖，在本實施例中，係以高分子基電子保護 裝置80爲基礎，進一步增加一與原強化構件（以下稱「第 一強化構件60」）相同結構之一第二強化構件6〇,。將前 述強化構件60與第二相同之強化構件60,，方向相反，位 置相對地堆疊起來，而將電阻構件70契合於其中，而可 得出本發明之第二實施例之高分子基電路保護裝置90。 其中，第二強化構件60’之第二電極補強構件51B’分 別直接與電阻構件70之第一導電補強層74和第一強化構 件60之第一電極補強構件51A，形成實體接觸和電連接。 » 且，而第二強化<構件60’之第一電極補強層41A，，則直接 與電阻構件70之第一導電層73直接接觸；而第二強化構 件60’之第一電極補強構件51A’，則分別直接與電阻構件 7〇之第二導電補強層75和第一強化構件60之第二電極 補強構件5 1B直接接觸，再利用金屬積層熱熔接或迴銲方 式，使該等實體接觸之端.點，形成實體接觸和電連接。在 本實施例中，由於使用兩個相同之強化構件，且以互爲上 本紙張又度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X297公釐） (諳先閲請背面之注意事項再填寫本頁) 訂 556458 ^ 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 Α7 Β7 型的組合方式搭接，配合具有PTC特性之導電性複 合材料元件（電阻構件7〇)，而形成一尺寸安定性佳，以 及使用便利性之表面接著型高分子基電路保護裝置90。 第三實施例： 請參第十圖至第十五圖，爲本發明第三實施例之說明 圖。 請參第十五圖，在本實施例中，係使用二個強化構件 6Q'60’、二個電阻構件70、70s以及一中間強化元件130。 該中間強化元件在本實施例中，設爲T型，但實際上，並 + 1¾於T型。而該中間強化元件之製法，請參第十圖，此 間強化元件與前述實施例之強化元件相似，係使用強 化塑膠成型材料基材100，爲耐高溫，機械強度佳之工程 塑膠材料，且使用與第一實施例之相似之製程，可使用塑 @射出成型或塑膠押出成型製程，而得中間強化元件 1GG °請參第十一圖，在中間強化元件100四周外側，先· &類似第一實施例之塑膠金屬化製程，覆蓋一層連接導電 金屬層111，而製得塑膠金屬化製程之半成品110。 \ 請參第十二圖，在該連接導電金屬層111四周外側， 利用化學或電鍍方式覆蓋一層連接導電金屬補強層121， 而製得電鍍錫鉛製程之半成品120。請參第十三圖，進一 步利用化學蝕刻、機械物理刷磨或切割等方式，將本實施 例之電路保護裝置半成品120之連接導電金屬層111和連 接導電金屬補強層121的部份區域去除，露出絕緣部份 131和132，因此連接導電金屬層111被絕緣部份131和 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ：Ζ97公釐） rlk-------Φ------、訂------線、T Μ- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局員工消费合作社印製 556458 A7 _ B7__ 五、發明説明（/7) 132，區分爲第一連接導電金屬層111A和第二連接導電 金屬層111B，而連接導電金屬補強層亦區分爲第一連接 導電金屬補強層121A和第二連接導電金屬補強層 121B，分別設於該中間強化構件13 0之兩端。請參第十四 圖，將中間強化構件13〇，與二個強化構件60、60’（以 下稱60’爲第二強化構件），依圖所示互相堆疊成契型組合 方式，而製得本實施例之另一電路保護裝置半成品140。 請參第十五圖，將二個電阻構件70 (以下稱70第一 電阻構件）、7〇’(以下稱70’爲第二電阻構件)分別契入前述 電路保護裝置半成品140，如圖所示，使該第二電阻構 件70’安置於該第二強化構件60’之一第二平面之上，並使 該第二電阻構件701之第二導電補強層75’，與該第二強化 構件60’上之該第二電極補強構件51B’接觸端構成電性接 觸，且使該第二電阻構件70’之第一導電補強層74’，與該 第二強化構件6〇|之該第一電極補強構件51A’接觸端構成 電性接觸。 同時，並使該中間強化構件130之該第一連接導電金 屬補強層121A，與該第一電阻構件70之第一導電補強層 74,以及該第二電阻構件70’之該第一導電補強層74’構成 電性接觸；且設以該中間強化構件130之該第二連接導電 金屬補強層121B，與該第一電阻構件70之該第二導電補 強層75,以及該第二電阻構件70’之該第二導電補強層 75’，構成電性導通。 再經由金屬積層熱熔接或迴銲方式，將各接觸點焊 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐) r.— -^-------Φ------1T------ -- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) _ 經濟部中央樣準局員工消費合作杜印製 556458 A7 £7_ 五、發明説明（/&) 接，使之形成實體接觸和電性連接，而製得第二實施例之 高分子基電路保護裝置150。 本實施例之高分子基電路保護裝® l5Q， 同時有兩條路徑分別可由第一電極補強橡51A 二電極補強構件51B :其一，由第一電極補強構件5ia， 依序經由第一電阻構件7〇之第一導電補強層Μ、第一導 電層72、具有ptc特性之導電複合材料層？1、第二導 電層73、第二導電補強層75，到達第〜強化構件6〇之第 二電極補強構件51B，·第二，由第一電極補強構件5iA， 依序經中間強化構件13〇之第一連接導電金屬補強層 1Z1A、第二電阻構件70,之第一導電補強層74,、第一導 電層72’、具有PTC特性之導電複合材料層η，、第二導 電層73’、第二導電補強層75’、乃至於中間強化構件13〇 之第二連接導電金屬補強層121Β，而到達第一強化構件 60之第二電極補強構件51Β，形成一並聯電路之結構， 可使得本實施例之高分子基電路保護裝置，有更寬廣之應 用。 t 雖然本發明以上述的實施例作說明，但並不表示本發 明之保護範圍，以上述之說明爲限。對於習於此項技藝之 人士而言，當可作各種修改，例如，改變選擇之的高分子 材料、或添加不同的導電粒子、改變電鍍條件，或是改變 組成重量比率，或是將各導電補強層、電極補強層之省 略，乃至於改變導電材料與成份••等等，而可達到相同 w_之功效。惟此等修改，應不脫本發明之精神，仍屬於本發 tSIil ( CNS ) Α4^7ΐΊ〇χ 297^*1 ' ^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 556458 A7 ___B7 _五、發明説明（/7)明之保護範圍內。本發明的保護範圍，仍應視申請專利範 圍所述爲主。 I--------^w — ♦ * (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 經濟部中央標準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（210X297公釐）

Claims (1)

1. 556458 經濟部中央揉率局負工消費合作社印裝 六 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 1·一種高分子基電路保護裝置之製法，包括下述步 驟：提供一絕緣之強化元件； 在該強化元件外設一具有導電性之電極層； 去除部份該電極層’使該電極層在該強化元件上形成 一絕緣部份，以及一絕緣溝槽，而使該電極層在該強化元 件一第一平面上，區分爲絕緣之一第〜電極以及一第二電 極，而構成一強化構件； 提供一氣有PTC特性之導電複合材料層元件； 在該具有PTC特性之導電複合材料層之第一面上，設 有一第一導電層，且在該具有PTC特性之導電複合材料 層之第二面上，設一第二導電層，組成一電阻構件； 將該強化構件，在該強化元件之一向外的平面上，放 置電阻構件，使得該電阻構件之該第一導電層，與該強化 構件之該第一電極接觸’且使該電阻構件之該第二導電 層，與該強化構件之該第二電極接觸； 連接該電阻構件之該第一導電層，與該強化構件之該 第一電極構成電；ί生接觸點，以及該電阻構件之該第二導電 層，與該強化構件之該第二電極構成電性之接觸點，使形 成實體接觸和電性連接，而製成一表面接著型高分子基電 路保護裝置。 2·如申請專利範圍第1項之高分子基電路保護裝置之 製法，其中該強化元件係爲強化塑膠成型材料° 3.如申請專利範圍第1項之高分子基電路保護裝置之 製法，其中該強化元件所使用之強化塑取成型材魁_ ’ 本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部中央揉準局負工消费合作社印装 556458 ?S D8 1,1 " — 六、申請專利範圍 自由聚對苯二甲酸乙酯（PET)、聚對苯二甲酸丁酯 (PBT)、聚氧化二甲苯(pp〇）、聚砜(Polysulfone)、聚醚砜 (PES)、聚硫化二甲苯(PPS)、聚芳香酯(PAR)、聚二醗 酮(PEEK)及液晶高分子塑膠材料(LCP)所組成之群組中， 胃以射出成型製得。 4·如申請專利範圍第1項之高分子基電路保護裝置之 製法，其中該強化元件係設爲L型。 5.如申請專利範圍第1項之高分子基電路保護裝置之 製法，其中該強化元件外設該電極層之方法，係使用塑膠 金屬化製程，該強化元件使用強化塑膠製成，而該電極層 使用選自金，銀，銅，白金，或鎳所組成群組之金屬或合 金所構成。 6·如申請專利範圍第1項之高分子基電路保護裝置之 製法，其中在該電極層外，更設一電極補強層，並在去除 部份電極層之步驟中，在該第一電極以及該第二電極上， 分別形成一第一電極補強層及一第二電極補強層；而該電 阻構件之該第一P電層，與該第一電極補強層接觸，且該 電阻構件之該第二導電層，與該強化構件之該第二電極補 強層接觸。 7·如申請專利範圍第1項之高分子基電路保護裝置 之製法，其中該第一導電層上，更設有一第一導電補強 層，且該第二導電層下方，設有一第二導電補強層，使得 該電阻構件之該第一導電補強層，與該強化構件之該第一 __電極接觸，且使該電阻構件之該第二導電補強層，與該強^ 纸浪尺度逋用中國國家榡準（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 556458 A8 B8 C8 〇8 六 經濟部中央標準局負工消費合作社印装 申請專利範圍 化構件之該第二電極接觸。 1項之高分子基電路保護裝置 之製法，其中在_麵外H襲補麵，並在去 除部份電麵技驟巾—翻以賴第二電極 f ^別⑽〜弟—電购_詹及―第二電極補強層；而 ㈣補強層，且該第二導電 層下方口又有〜弟一導電補強墙；並麵驅構件之該第 導:補麵，與該弟—電極補強層接觸，且該電關件 =弟一導电’_層’輯料構件之該第二電極補強層 接觸。 如::專：8項之高分子基電路保護裝置 笛㈣Γ料一導電補強靨，該第二導電補強層、該 第一電極補強層、該第二蕾& 一電極補強層，係使用選自錫、鉛 所組成群組之金屬或合金。 ，郵：:t申:R專利範圍弟1項之高分子基電路保護裝置 古:中痛顧合㈣物，爲碳顯充導電結晶性 冋为口材料•’係进自聚2¾，聚酬，聚讎或其共 聚合物之結晶性高分子複合材料。 胃·’ i項之高分子基電路保護裝置 之製法，其中更包括一提供〜第二強化構件之步驟，而該 第一強化構件與該強化構件結構相同；設使該第二強化構 件與該強化構件相對應設置，而該電阻構件置於其中，並 使該電阻構件之第二導電層，與該第二強化構件之第一電 極接觸端接觸，且使該電阻構件之第一導電層，與該第二 L.--·------— • « (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 本纸張尺度逍用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 556458 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 強化構件之該第二電極接觸端接觸，再進行連接接觸點步 驟。 12. 如申請專利範圍第1項之高分子基電路保護裝置 之製法，其中更包括一提供一第二電阻構件步驟、一提供 一第二強化構件步驟，以及一提供一中間強化構件步驟； 而該製作該第二電阻構件與該製作該電阻構件相 同，該製作該第二強化構件步驟與該製作該強化構件相 同；而該中間強化構件，以一中間強化元件爲基材，在該 中間強化元件四周外側，以塑膠金屬化製程，覆蓋一層連 接導電金屬層，再去部份該連接導電金屬層，使該中間強 化元件上，形成一第一連接導電金屬層和一第二連接導電 金屬層，而製得該中間強化構件； 依序將該強化構件、該電阻構件、該中間強化構件、 該第二電阻構件，以及該第二強化構件排列，使該第二電 '阻構件安置於該第二強化構件之一第二平面之上，並使該 第二電阻構件之第三導電層，與該第二強化元件上之該第 一電極接觸，且使該第二電阻構件之第二導電層，與該第 m 4 二強化元件之該第二電極接觸；並使該中間強化構件之該 第一連接導電金屬層，與該第一電阻構件之該第一導電 層，以及該第二電阻構件之該第三導電層，構成電性接觸； 且使該中間強化構件之該第二連接導電金屬層，與該 第一電阻構件之該第二導電層，以及該第二電阻構件之該 第四導電層，構成電性接觸；再進行連接接觸點步驟。 13. 如申請專利範圍第12項之高分子基電路保護裝置 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） l· — -r------Φ.-----ir------ ·· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標率局貝工消费合作社印装 556458 A8 B8 C8 D8 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印装 申清專利範圍 之數法’其中該中間強化元件，係使用強化塑膠成型材 製成。 * 14·如申請專利範圍第12項之高分子基電路保護裝置 之製法，其中該中間強化元件，設爲τ型。 、15· —種高分子基電·路保護裝置，係由一第一電阻構 件以^〜第一強化構件組合而成，其中； 八0第一電阻_件，包括一氣有pTC特性之第〜導電 複^材料層，在該具有PTC特性之第-導電複合材料層 之^〜面上，設有〜第—導電層，且在該具有PTC特性 之第〜導電複合材料層之第二面上，設一第二導電層； 該第一強化橇件，包括一強化元件，在該強化元件上 设有一第一電極以及一第二電極；而該第一電極一端設爲 接觸端’另一端延伸至該強化元件之第一平面上； 而該第二電極一端亦設爲接觸端，且另一端亦延伸至 該強化元件之第一平面上；並且，該第一電極與該第二電 極’係設爲絕緣狀態； 設使該第一；1阻構件安置於該第一強化元件朝外的 4 —第二平面上，並使該第一電阻構件之第一導電層，與該 第一強化構件之該第一電極接觸端構成電性接觸，且使該 第一電阻構件之第二導電層，與該第一強化構件之該第二 電極接觸端構成電性接觸，進而組合而成高分子基電路保 護裝置。 16.如申請專利範圍第15項之高分子基電路保護裝 置，其中該第一電阻構件之該第一導電層上，更設有一第 本紙張尺度逋用中國國家梂準（CNS ) A4规格（21〇><四7公董） ----------— m- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 訂 線 8888 ABCD 556458 六、申請專利範圍 一導電補強層，該第二導電層上，更設有一第二導電補強 層。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 17. 如申請專利範圍第15項之高分子基電路保護裝 置’其中該第一強化構件之第一電極上，更設有一第一電 極補強層，該第二電極上，更設有一第二電極補強層。 18. 如申請專利範圍第15項之高分子基電路保護裝 置’其中更包括一第二強化構件，該第二強化構件，包括 一第二強化元件，在該第二強化元件上設有一第三電極以 及一第四電極；而該第三電極一端設爲接觸端，另一端延 伸至該第二強化元件之第一平面上；而該第四電極一端亦 設爲接觸端，且另一端亦延伸至該第二強化元件之第一平 面上；並設使該第一電阻構件安置於該第二強化元件之一 第二平面之上，並使該第一電阻構件之第二導電層，與該 第二強化構件上之該第三電極接觸端接觸，且使該第一電 阻構件之第一導電層，與該第二強化構件之該第四電極接 觸端接觸，而組成高分子基電路保護裝置。 經濟部中夬榡準局員工消费合作社印裝 19·如申請專;利範圍第15項之高分子基電路保護裝 置，其中更包括一第二電阻構件、一中間強化構件，以及 一第二強化構件； 該第二電阻構件，包括一具有PTC特性之第二導電 複合材料層，在該具有PTC特性之第二導電複合材料層 之第一面上，g受有一第三導電層，且在該具有pTC特性 之第二導電複合材料層之·第二面上，設一第四導電層； 一該中間強化構件，設有一第一連接導電層設於該由A 本紙張从逋用中國國巧準(CNS)A4^ ox297公E 1 556458 A8 ?s D8 ^__ 六、申請專利範圍 強化構件之一第一端上，以及一第二連接導電層於該中間 強化構件之一第二端上； 而該第二強化元件上設有一第三電極以及一第四電 極； 而該第三電極一端設爲接觸端，另一端延伸至該桌一 強化元件之第一平面上；而該第四電極一端亦設爲接觸 端，且另一端亦延伸至該第二強化元件之第一平面上； 設使該第二電阻構件安置於該第二強化構件之一第 二平面之上，並使該第二電阻構件之第三導電層，與該第 二強化元件上之該第三電極接觸端接觸，且使該第二電阻 構件之第四導電層，與該第二強化元件之該第四電極接觸 _接觸； 並設以該中間強化構件之該第一連接導電層，與該第 一電阻構件之該第一導電層，以及該第二電阻構件之該第 三導電層，構成電性接觸； 且設以該中間強化構件之該第二連接導電層，與該第 一電阻構件之該筹二導電層，以及該第二電阻構件之該第 四導電層，構成電性接觸，而組成一高分子基電路保護裝 置。 20.如申請專利範圍第15項之高分子基電路保護裝 置，其中該強化元件係由強化塑膠成型材料製成。 21·如申請專利範圍第20項之高分子基電路保護裝 置，其中該強化元件所使用之強化塑膠成型材料，係選自 由聚對苯二甲酸乙酯(PET)、聚對苯二甲酸丁酯(PBT)聚 本紙張尺度逋用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X：297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ，ΤΓ 線一 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印装 •=_1 HI HI In 556458 A8 B8 C8 D8___ $5專利範圍 氧化二甲苯(pp〇）、聚砜(Polysulfone)、聚醚砜(PES)聚 ^化二甲苯(PPS)、聚芳香酯（PAR)、聚二醚酮（PEEK) 晶高分子塑膠材料(LCP)所組成之群組中，而以射出 成型製得。 22.如申請專利範圍第15項之高分子基電路保護裝 置’其中該強化元件係設爲L型。 23·如申請專利範圍第15項之高分子基電路保護裝 置’其中該強化元件外設該電極層之方法，係使用塑膠金 屬化製程，該強化元件使用強化塑膠製成，而該電極層使 用選自金，銀，銅，白金，或鎳所組成群組之金屬或合金 所構成。 24·如申請專利範圍第17項之高分子基電路保護裝 置，其中該第一電極補強層、該第二電極補強層，係使用 選自錫、鉛所組成群組之金屬或合金。 25·如申請專利範圍第15項之高分子基電路保護裝 置，其中該導電複合材料層，爲碳黑塡充導電結晶性高分 經濟部中夬揉率局負工消費合作社印装 L--------- -* (請先Η讀背面之注意事項再填寫本頁) 線 子複口材料，係_自聚乙稀，聚丙稀，聚氟嫌或其共聚合 物之結晶性高分子複合材料。 26·—種高分子基電路保護裝置，係由一電阻構件以 及一強化構件組合而成，其中； 該電阻構件，包括一复有PTC特性之導電複合材料 層，在該具有PTC特性之導電複合材料層之相對兩平面 上，分別設有一第一導電層、一第二導電層； 該強化構件’包括〜強化元件，在該強伙元件上势气 本纸張纽逋用中國國家揉準（CNS ) A4胁（21^297公〜 —----- 556458 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 一第一電極以及一第二電極；而該第一電極與該第二電 極，係設爲絕緣狀態； 設使該電阻構件以鄰靠的方式，置於該強化構件旁， 並使該電阻構件之第一導電層，與該第一強化構件之該第 一電極構成電性接觸，並且使該電阻構件之第二導電層， 與該強化構件之該第二電極構成電性接觸，進而組合而成 高分子基電路保護裝置。 27.如申請專利範圍第26項之高分子基電路保護裝 置，其中該第一電阻構件之該第一導電層上，更設有一第 一導電補強層，該第二導電層上，更設有一第二導電補強 層；且該第一強化構件之第一電極上，更設有一第一電極 補強層，該第二電極上，更設有一第二電極補強層。 28·—種高分子基電路保護裝置之製法，包括製作強 化構件程序、製作電阻構件程序，以及組裝電路保護裝置 程序，其中： 製作強化構件程序，包括：提供一強化元件，次而在 該強化元件周圍P—電極層後，再去除部份電極層，使該 Λ 電極層在強化元件一第一平面上，區分爲絕緣之一第一電 極以及一第二電極，製得一該強化構件； 製作電阻構件程序，包括：提供一县_有PTC特性之 導電複合材料層，而後，在該具有PTC特性之導電複合 材料層之兩面上，分別設一第一導電層、一第二導電層， 組成一電阻構件； _ 組裝電路保護裝置程序，包括：將該電阻構件鄰靠於 本纸張尺度逋用中國國家榇卒（CNS ) A4规格（210 X 297公簸） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝康 訂 線 經濟部中央揉率局貝工消费合作社印装 556458 ?? D8 _ 六、申請專利範圍 該強化構件之一第二平面上，使得該電阻構件之該第一導 電層，與該強化構件之該第一電極接觸，且使該電阻構件 之該第二導電層，與該強化構件之該第二電極接觸； 再連接該電阻構件之該第一導電層，與該強化構件之 該第一電極構成電性接觸點，以及該電阻構件之該第二導 電層，與該強化構件之該第二電極構成電性之接觸點，使 形成實體接觸和電性連接，而製成一表面接著型高分子基 電路保護裝置。 29.如申請專利範圍第28項之高分子基電路保護裝置 之製法，其中該強化元件係爲強化塑膠成型材料。 3〇.如申請專利範圍第28項之高分子基電路保護裝置 之製法，其中該強化元件係設爲L型。 31. 如申請專利範圍第28項之高分子基電路保護裝置 之製法，其中該強化元件外設該電極層之方法’係使用塑 膠金屬化製程，該強化元件使用強化塑膠製成’而該電極 層使用選自金，銀，銅，白金，或鎳所組成群組之金屬或 合金所構成。4 32. 如申請專利範圍第28項之高分子基電路保護裝置 之製法，其中在該電極層外，更設一電極補強層，並在去 除部份電極層之步驟中，在該第一電極以及該第二電極 上，分別形成一第一電極補強層及一第二電極補強層；而 該電阻構件之該第一導電層，與該第一電極補強層接觸， 且該電阻構件之該第二導電層，與該強化構件之該第二電 ^ 極補強層接觸。 _____ 本纸張尺度逋用t國國家榇準（CNS ) A4规格（公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝· 、ΤΓ 線 經濟部中央揉準局負工消费合作社印裝 556458 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 33. 如申請專利範圍第28項之高分子基電路保護裝置 之製法，其中該第一導電層上，更設有一第一導電補強 層，且該第二導電層下方，設有一第二導電補強層，使得 該電阻構件之該第一導電補強層，與該強化構件之該第一 電極接觸，且使該電阻構件之該第二導電補強層，與該強 化構件之該第二電極接觸。 34. 如申請專利範圍第28項之高分子基電路保護裝置 之製法，其中在該電極層外，更設一電極補強層，並在去 除部份電極層之步驟中，在該第一電極以及該第二電極 上，分別形成一第一電極補強層及一第二電極補強層；而 該第一導電層上，設有一第一導電補強層，且該第二導電 層下方，設有一第二導電補強層；並使該電阻構件之該第 一導電補強層，與該第一電極補強層接觸，且該電阻構件 之該第二導電補強層，與該強化構件之該第二電極補強層 接觸。 請 先 閲 背 I 填 窝 本 頁 訂 線 經濟部t央揉準局員工消費合作社印裝 本纸張又度逋用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐）