TWI416549B - Ptc裝置及具有該裝置之電氣設備 - Google Patents

Ptc裝置及具有該裝置之電氣設備 Download PDF

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Description

PTC裝置及具有該裝置之電氣設備
本發明係有關於一種具有PTC元件之PTC裝置,特別是一種具有作為電路保護元件使用之聚合物PTC元件的PTC裝置及具有該裝置的電氣或電子設備。
在各種電氣或電子設備中之電源電路等有過大的電流流動之情況下,為了預防構成裝置之重要部件發生故障,廣泛地使用聚合物PTC(Positive Temperature Coefficient)元件來作為電路保護元件。此元件本身是眾所周知的,通常具有PTC要素以及配置於其相向之主表面的金屬電極。其中該PTC要素通常為層狀形態,由在聚合物中有導電性填料(conductive filler)分散的聚合物組合物所組成,該金屬電極例如為金屬箔電極。
例如:電氣設備之可充電式電池組使用一種PTC元件。在電池組之一方之端部具有陰極端子,該陰極端子經由引線電性連接著PTC元件。第七圖示意地顯示將該電池組的端部由側邊觀看的模樣。此外,第七圖是為了瞭解PTC元件及與其組合之各種的要素狀態而以示意剖面圖顯示。
圖示之電池組100是配置於其端部的封口體102之電池組的陰極端子104與PTC元件106電性連接。該PTC元件106具有層狀PTC要素及設置於各側的主表面之金屬電極(圖式是簡單地將PTC要素及金屬電極視為一個物體來圖示),該PTC元件106是電性連接於金屬電極,其具有越過PTC要素的側邊朝外突出之下方引線108及上側引線110。詳細而言,下方引線108電性連接於陰極端子104,上側引線110是電性連接於其他預設的電氣要件或電路,例如如圖所示電性連接於配線基板112(例如PCM:printed circuit module),該配線基板112具有控制機能,以在充電時及/或放電時,保護電池組避開過大電流等。藉由如此配置PTC元件106並連接引線,使PTC元件作為電路保護元件而運作。
如前述般將PTC元件106配置並連接於電池組100時,例如如圖所示,將下側引線108以熔接直接連接到陰極端子104,另外,將上側引線110藉由可彎曲的引線114電性連接到配線基板112。如此連接時是以例如電阻熔接實施。做此電阻熔接時,將熔接處按壓成為一體來實施。此外,圖式上熔接處以黑圓點來顯示。例如,邊將PTC元件106的金屬電極上配置的下側引線108對於陰極端子104按壓,或是邊將預先連接到配線基板112的連接端子116之可彎曲引線114對於上側引線110按壓,邊將這些部件成為一體而連接。此外,圖示之態樣是顯示可彎曲引線114連接上側引線110後,將引線114彎曲為約90度的截面L字形狀,藉此彎曲引線114,使得之前大約位在PTC元件106側邊之位置的配線基板112,變成配線基板112位於PTC元件106的上方。
如前所述所使用PTC元件之必須具備要件之一,平常時的PTC元件本身的電阻是小的。然而,發明人發現,即便PTC元件本身的電阻低時,如前述在配置於如電池組的電氣設備時,PTC元件的可靠度有時會不足夠(例如跳脫(trip)溫度變高)。並不希望如此可靠度的降低發生,是因為在預設之電路配置之PTC元件在假想條件下不跳脫(例如在比預設溫度更高的溫度跳脫),可能發生不會如預設般作為電路保護元件運作的情況。如此之可靠度降低,在使用PTC元件作為電路保護元件時,不僅在使用於電池組之態樣,基本上使用在任何其他的電氣設備時,同樣不希望發生。
[先前技術文件]
[專利文件]
[專利文件一]特開2003-346917號公報
如前所述,使用PTC元件作為電路保護元件時,PTC元件的可靠度降低是不理想的。所以,探求如此可靠度降低之理由,希望提供一種PTC裝置,基於該理由盡量抑制可靠度的降低。例如在像電池組的電氣設備使用PTC元件作為電路保護元件時,尤其期望抑制PTC元件的電阻的增加。
有鑑於前述的課題,發明人不斷專心致力研究PTC元件可靠度降低的理由。結果發現,造成可靠度降低可能性大的主要原因之一,是將PTC元件配置於如陰極端子的電氣要件做電性連接藉以製造電氣設備時作用於PTC元件之力量、連接後持續作用之力量及/或連接後重新作用之力量。但,此想法是可能性之一,本發明的範圍並不因此想法而受到拘束。
其結果,那樣的力量所作用的方向對於PTC元件尤其是構成該PTC元件之PTC要素來說是各種方向,結果使PTC元件變形(例如扭曲、翹曲、壓縮及/或延伸)。實際上也會有因PTC元件的剛性而不產生那樣的變形(潛在的變形)的狀況,此時,在那樣的變形欲產生的方向有力量正在作用。
然後,那樣的變形或潛在的變形的結果,PTC要素之聚合物材料與在其當中分散之導電性填料之間的位置關係受到細微的影響,在預設的跳脫溫度下,PTC元件的電阻值會因低電阻化而影響PTC元件的可靠度。
基於前述的想法做更多次的研究之結果,本發明提供一種PTC裝置,作為具有抑制可靠度降低之PTC元件,該PTC裝置具有:PTC元件,具有層狀PTC要素及配置在其兩側的金屬電極;以及金屬層保持絕緣層,係具有絕緣層及配置於其一方的主表面之金屬層之金屬層保持絕緣層,其金屬層上配置有PTC元件的一方的金屬電極,這些部件電性連接著。
本發明的良好態樣之一是PTC裝置更具有配置於金屬層保持絕緣層的金屬層上方之引線。藉由此引線,可將PTC元件電性連接於預設的電氣要件(例如電池組的陰極端子)、配線基板(例如電路保護基板,特別是其連接端子)等。此時之PTC裝置中,較佳為金屬層保持絕緣層的金屬層上所配置的引線是作為第一引線運作,PTC裝置更進一步具有與PTC元件的另一方的金屬電極電性連接之第二引線。此第二引線用以將PTC元件電性連接到其他預設的電氣要件,例如(前述預設的電氣要件是陰極端子時)配線基板、(前述預設的電氣要件是電路保護基板,特別是其連接端子時)陰極端子等。
本發明也提供具有本發明的PTC裝置之電氣設備。特別是PTC裝置的PTC元件可在電氣設備中作為電路保護元件運作。
在第七圖所示之電池組,將PTC元件106配置於封口體102與配線基板112之間時,例如將前述的PTC元件的下方引線108連接於陰極端子104後,將上側引線110連接於事先連接可彎曲引線114之配線基板112的引線之後彎曲引線114。藉此配置PTC元件106時,PTC元件106不承受任何要素的支撐,以獨立狀態(具體的說是浮起來的狀態)於陰極端子104及引線114a。
又,如熔接後,PTC元件106以獨立狀態的引線114被彎曲。此時,下方引線108以固定於陰極端子104之狀態,藉由上側引線110彎曲力量作用於PTC要素106。
此外,如第七圖所示,將PTC元件106連接於陰極端子104後,或是之前,有時會在PTC元件106的下方之封口體102上配置絕緣層118。此樹脂層118之作用是在PTC元件106有大力量作用時限制元件的變形及/或變位。如此絕緣層118與PTC元件會分開,其中間會有間隙。
PTC元件106藉由引線108及110如預設方式電性連接後,上述間隙視必要情況被供給到周圍之密封樹脂120所填滿。第七圖是顯示PTC元件106配置成與封口體102平行,但如前述般配置PTC元件106時,實質上那樣地平行配置是少見的,並無意圖事先決定PTC元件106相對於封口體102之位置。圖示之態樣,樹脂層118是藉由配置於其下方之雙面膠帶122固定於封口體102。
在於如此之熔接及彎曲的過程,對上側引線110及下側引線108有各種方向之力量作用,該力量是作用於PTC元件106,亦即PTC要素。如此作用於PTC要素之力量是造成PTC元件的可靠度降低之主要原因。
對於此問題,在本發明的PTC裝置為了將如此對於PTC要素作用之力量的影響極力的抑制,而將PTC元件事先配置於金屬層保持絕緣層上,將PTC元件在金屬層保持絕緣層實質上固定成為一體,藉此,如前述對於PTC元件(或PTC要素)可能作用之各種力量可藉由金屬層保持絕緣層來緩衝,其結果可盡量抑制該力量的影響。
構成PTC元件之PTC要素之厚度特別的薄時,例如約0.5mm以下時,如前述的各種方向作用之力量對於PTC要素之影響非常大,所以,本發明的效果特別有用的。更是,本發明的PTC裝置可藉由金屬層保持絕緣層直接配置在電氣要件上,所以相較於前述在浮起的狀態下PTC元件連接電氣要件時,電氣要件的溫度容易傳遞到PTC元件,其結果使PTC元件的感度提上。
[用以實施發明之最佳形態]
以下,參照圖式更詳細具體的說明本發明。此外,圖式上相同參考號碼所示之元件的意思是,實質上具有相同運作之元件。
在本發明PTC裝置所使用之PTC元件是眾所周知的,構成該PTC元件之層狀PTC要素及金屬電極等亦是眾所周知。PTC元件之用語的意思如同一般所使用的用語,PTC元件較佳是具有:將所謂的聚合物PTC組成物形成層狀而成之PTC要素(亦即,聚合物PTC要素)、以及其各主表面所配置之第一金屬電極(特別是箔狀電極)及第二金屬電極(特別是箔狀電極)特為良好。又,聚合物PTC要素是聚合物材料(例如聚乙烯、聚偏二氟乙烯等)中有導電性填料分散(例如碳化填充物、金屬填料(銅、鎳、鎳-鈷合金等填料)),是由所謂的導電性聚合物組成物構成之物。通常,可以藉由將該組成物壓出成形來得到PTC要素。
PTC元件通常是在層狀的PTC要素的兩側的整個主表面具有層疊狀態的金屬電極(通常是金屬箔電極),整體而言是要素是層狀或盤狀的要素,PTC要素可以是例如圓板狀或是薄的矩形狀。
又,金屬層保持絕緣層亦是眾所周知的,具體而言,作為絕緣層之陶瓷層(例如陶瓷基板),亦即具有絕緣陶瓷層之物,金屬層保持陶瓷層或是作為絕緣層之樹脂層,亦即具有絕緣樹脂層之物,亦即將金屬層保持絕緣樹脂層作為金屬層保持絕緣層使用。本發明較佳為使用具有絕緣樹脂層之物,但若是具有陶瓷層之物而程度有差距,也可得到前述的效果。
具有陶瓷層之物為例如市面上販賣的,將Mo/Mn(鉬/錳)、W(鎢)般之金屬層印刷於如氧化鋁層的陶瓷層上,燒成之後以Ni(鎳)、Au(金)等來鍍覆以配置於陶瓷層上,本發明也可使用那樣的東西。
金屬層保持絕緣樹脂層為例如將銅箔般的金屬層加壓在使環氧樹脂等滲入玻璃布而成之絕緣樹脂層藉此在該絕緣樹脂層上配置黏接金屬層而成之物,此物可於本發明使用。如此的金屬層保持絕緣樹脂層亦被稱為金屬包覆絕緣樹脂層,有各種在市面販賣。
更詳細而言,金屬層保持絕緣樹脂層具有絕緣樹脂層及黏接於其上的金屬層,例如金屬箔、金屬片(比箔更厚)等形態,有各種於市面販賣。絕緣樹脂層可以任一適當的絕緣樹脂形成,例如酚樹脂、環氧樹脂、氟樹脂般的樹脂等形成。此外,絕緣樹脂層可以是在作為基材的紙、玻璃布等有絕緣樹脂滲入而成之物(亦即,絕緣樹脂滲透基材),通常那樣的情況較佳。
又,金屬層可以是以任一合適的金屬形成,例如是以銅、金、鉬與錳之合金、鎢等金屬形成。本發明的一個態樣是將為了形成配線基板而在市面販賣的各種金屬層包覆樹脂基板作為本發明的裝置的金屬層保持絕緣樹脂層來使用。例如使用銅包覆紙基材酚樹脂層、銅包覆紙玻璃布基材環氧樹脂層等作為本發明的PTC裝置的金屬層包覆絕緣樹脂層。
在本發明的PTC裝置,在金屬層保持絕緣層的金屬層的一部分上配置有PTC元件,詳細而言是其金屬電極,這些部件電性連接著。金屬層的剩餘的部分的至少一部分上配置有引線,這些部件電性連接著。
第一圖至第三圖顯示本發明的PTC裝置的各種的態樣之示意側視剖面圖。此外,如前述將金屬層保持絕緣樹脂層作為金屬層保持絕緣層使用為佳,所以,在如下更具體的說明中,參照使用金屬層保持絕緣樹脂層為例,但是使用金屬層保持陶瓷層之情況也相同。
PTC裝置10具有金屬層保持絕緣樹脂層12及其上配置之PTC元件14。金屬層保持絕緣樹脂層12具有絕緣樹脂層16及其上所配置的金屬層18,例如,金屬層保持絕緣樹脂層12形成時,藉由熱壓接著將這些部件接著為一體。此外,PTC元件具有層狀PTC要素及在其兩側的主表面配置之金屬電極,圖示之態樣是不區別這些部件而顯示成為一體之PTC元件14。
PTC元件14與金屬層保持絕緣樹脂層12之連接可以任一適當方法實施,例如,可以藉由焊接,例如將焊錫漿料、焊錫球、焊錫條等配置於這些部件之間在回焊爐(reflow furnace)內予以加熱來實施。所以在圖示之態樣,PTC元件14的下方的金屬電極電性連接於金屬層保持絕緣樹脂層的金屬層18。
本發明的PTC裝置10如圖所示較佳為更具有引線20作為第一引線,該引線20配置於金屬層保持絕緣樹脂層的金屬層18上(詳細而言,相當於上述「金屬層的剩下部分的至少一部分」的部分之上)。引線20的作用是藉由金屬層18將PTC元件14,尤其是其一方的金屬電極(具體而言是下側電極)電性連接到預設的電氣要件(例如配線基板112或其連接端子116、封口體102或其陰極端子104、其他的引線114等)。第一引線可以是任一適當的形態,例如圖示之帶狀(strip)、片狀(sheet)、線狀(wire)等的形態。又,第一引線是可以任一適當的材料。第一引線20與金屬層18之間的連接是與前述的PTC元件14與金屬層保持絕緣樹脂層12之間的連接同樣可以任一適當方法實施。
圖示之態樣,具有另外的引線22,作用是將PTC 元件14之另一方的金屬電極(具體的說是上側電極)電性連接到其他預設的電氣要件。本說明書稱此引線22為第二引線,與前述第一引線區別。此第二引線與前述的第一引線同樣可以是任一適當形態,例如,如圖示之帶狀、片狀、線狀等形態。第二引線也可以任一適當材料製成。第二引線22與PTC元件的金屬電極之間的連接是與前述的PTC元件14與金屬層保持絕緣樹脂層12之間的連接同樣,可以任一適當方法實施。此外,如第二圖所示,本發明的PTC裝置中,第二引線22與PTC元件14的金屬電極之間可以有如金屬層30之另外的要素存在,此金屬層30是與可彎曲引線114之間以金屬線接合(wire bonding)著,該可彎曲引線114安裝於和金屬層保持絕緣層12的金屬層18沒有電性連接之金屬層28。
此外,如第一圖至第三圖所顯示,在本發明的PTC裝置,較佳為金屬層保持絕緣樹脂層12下方有雙面膠帶24貼著。例如,在第七圖的電池組使用本發明的PTC裝置時,雙面膠帶的一方之面是黏接於封口體102的外側表面,另一方的面黏接於金屬層保持絕緣樹脂層。此態樣中,本發明的PTC裝置以雙面膠帶24安裝於適當的基材(例如,如封口體之定位PTC裝置位置之電氣要件)。
安裝於作為適當基材之例如封口體時,使從雙面膠帶24的下方至第二引線22(第一圖之情況)或第一引線20(第二圖或第三圖之情況)的下方的距離(以「t」表示),實質上等於從封口體的表面至陰極端子突出之高度(在第四圖以「t’」表示),若在封口體上配置第一圖或第二圖或第三圖的PTC裝置,則會成為第二引線或第一引線的下面正好位在陰極端子的上方之狀態(亦即,第二引線或第一引線的下面的水準(level)與陰極端子的頂部的水準實質上一致的狀態),在該狀態下將引線與陰極端子例如熔接做電性連接時,藉由此連接作用於PTC元件之不必要的力量是最小。
又,如第一圖至第三圖所示,本發明的PTC裝置較佳是將PTC元件14以樹脂26密封。此樹脂是具有防止PTC要素所包含之導電性填料的氧化之機能,例如可使用環氧樹脂。因此,其供給是將構成PTC元件14之PTC要素的至少露出部,較佳是將PTC元件的露出部全體包覆為佳。如此以樹脂來密封,藉此可抑制PTC要素所包含的導電性料之氧化,其結果可盡量抑制PTC元件的電阻的增加。
第四圖以與第一圖同樣示意側視剖面圖來顯示電池組100,作為裝有如第一圖所示之本發明的PTC裝置的電氣設備。在第四圖,本發明的PTC裝置10是將其第二引線22熔接於電池組100的陰極端子104。金屬層保持絕緣樹脂層12的金屬層18上方配置第一引線20,第一引線20藉由與其連接之其他的引線114連接於配線基板112。圖示的態樣中,第一引線20與其他的引線114熔接,又,其他的引線114與配線基板112(詳細是其連接端子116)熔接。此外,熔接處以黑色圓圈表示。其他的引線114是可彎曲的引線,與配線基板112的連接端子116連接後,如圖示彎曲,其結果配線基板112位置於PTC元件14的上方。
如第四圖所示之態樣,本發明的PTC裝置之第二引線22在位於由封口體102上方突出之陰極端子104之狀態以雙面膠帶24固定於封口體102(亦即,電池組的上端部)。此時,PTC元件14實質上不會有不必要的力量作用,能將PTC裝置10定位於封口體102上。又,如此確實的定位之PTC裝置的第一引線20連接於其他的引線114時,可抑制PTC元件14不必要之力量作用。
此外,也可使用具有多於雙面膠帶之厚度之絕緣樹脂層16之PTC裝置取代使用雙面膠帶。此時,PTC裝置10不能固定於封口體102,但金屬層保持絕緣樹脂層12與PTC元件14的厚度加起來是與陰極端子104的突出高度實質上相等,在封口體102上PTC裝置實質上對於陰極端子的突出方向決定位置。此時,可極力減少對於PTC元件作用之不必要的力量。
第五圖以與第一圖同樣的示意側視剖面圖來顯示電池組100,作為裝有如第二圖所示之本發明的PTC裝置之電氣設備。在第五圖,本發明的PTC裝置10是將其第一引線20與電池組的陰極端子104熔接。金屬層保持絕緣樹脂層12的金屬層18上配置第一引線20,第二引線22是線狀(例如Al線)的形態,其一端以金屬線接合到PTC元件的電極上視必要情況所設置的金屬層30上,另一端是連接到金屬層保持絕緣樹脂層的另外的金屬層28(亦即,與金屬層18未有電性連接之金屬層)上所設置之可彎曲的引線114(第五圖是已彎曲的狀態),此引線114以例如熔接方式連接配線基板112的連接端子116。此外,與第四圖同樣地熔接處以黑色圓圈表示。
圖示之態樣是與第四圖所示之態樣同樣之構成,金屬層保持絕緣樹脂層12與雙面膠帶24的厚度加起來是與陰極端子104的突出高度相等,與第四圖同樣,此態樣PTC元件實質上被定位。
第六圖與第一圖同樣地以示意側視剖面圖顯示電池組100,作為裝有如第三圖所示之本發明的PTC裝置之電氣設備。第六圖的態樣與第五圖的態樣同樣,本發明的PTC裝置10,其第一引線20熔接於電池組的陰極端子104。PTC元件的上側設有第二引線22,該可彎曲的引線114(第六圖是已彎曲的狀態)例如以熔接方式連接到第二引線22,此引線114連接於配線基板112的連接端子116。此外,與第四圖同樣地熔接處以黑色圓圈表示。
圖示之態樣與第五圖的態樣同樣,架構成金屬層保持絕緣樹脂層12與雙面膠帶24的厚度相加起來與陰極端子114的突出高度相等,與第五圖之情況同樣,此態樣中PTC元件也實質上被定位。
第四圖至第六圖的態樣中,PTC元件14在實質上穩定的狀態下定位於金屬層保持絕緣樹脂層12,所以能盡量減少對於PTC元件14可能作用之不必要的力量,其結果可盡量抑制PTC元件的電阻的增加。此外,在第四圖至第七圖也顯示對於陰極端子104的周圍供給之絕緣樹脂124。
此外,比較第四圖至第六圖所示之態樣就清楚得知,如第五圖所示之態樣將金屬層保持絕緣樹脂層12的金屬電極18藉由引線20連接陰極端子104之態樣,比較於如第四圖及第六圖的態樣,將未連接於金屬層保持絕緣樹脂層12之PTC元件的金屬電極藉由引線22或20連接陰極端子104之態樣,配線基板112的位置相對而言較低。實際上,配線基板112的位置是可以低PTC元件的厚度。亦即,若採用第四圖及第六圖的態樣,則包含配線基板之電池組的大小相對而言是小巧的(compact)。
如果使用本發明的PTC裝置(例如第一圖所示之裝置),則可藉由包含下一程序(1)至(3)製造方法製造本發明的電性或電子設備(例如第四圖所示之電池組100),該設備是藉由PTC裝置將一方的電氣要件(例如具有保護電路之基板112)連接到另一方的電氣要件(例如封口體102,詳細是其陰極端子104):(1)首先,準備具有PTC元件14及金屬層保持絕緣層12之前述的本發明的PTC裝置10;(2)接下來,連接金屬層保持絕緣層的金屬層18與引線20,又,連接PTC元件位於金屬層保持絕緣層未連接側之金屬電極及引線22;(3)其後,連接引線20與該一方的電氣要件(例如 具有保護電路之基板112),連接引線22與該另一方的電氣要件(例如封口體102,詳細是其陰極端子104)。
為能容易的理解,上述電氣設備的製造方法之程序(1)及(2)相當於第一圖所示之本發明PTC裝置的製造方法。
如果使用本發明的PTC裝置(例如第二圖所示之裝置),則在另外的態樣可藉由包含隨後的程序(A)至(C)之製造方法製造本發明的電性或電子設備(例如第五圖所示的電池組100),該設備是藉由PTC裝置將一方的電氣要件(例如具有保護電路之基板112)連接於另一方的電氣要件(例如封口體102,詳細是陰極端子104):(A)首先,準備具有PTC元件14及金屬層保持絕緣層12之前述的本發明的PTC裝置10;(B)接下來,連接金屬層保持絕緣層12的金屬層18與引線20,又,以引線22連接PTC元件位於金屬層未連接側之金屬電極、與設置於金屬層保持絕緣層上的另外的金屬層28之引線114,該另外的金屬層28獨立於金屬層保持絕緣層的金屬層18之外;(C)其後,連接引線114與該一方的電氣要件(例如具有保護電路之基板112),連接引線20與該另一方的電氣要件(例如封口體102,詳細是其陰極端子104)。
為能容易理解,上述電氣設備的製造方法之程序(A)及(B)是相當於第二圖所示之本發明的PTC裝置的製造方法。
如果使用本發明的PTC裝置(例如第三圖所示之 裝置),則更在另外的態樣能以包含隨後的程序(a)至(c)之製造方法製造本發明的電性或電子設備(例如第六圖所示之電池組100),該設備是藉由PTC裝置將一方的電氣要件(例如具有保護電路之基板112)連接到另一方的電氣要件(例如封口體102,詳細是其陰極端子104):(a)首先,準備具有PTC元件14及金屬層保持絕緣層12之前述的本發明的PTC裝置10;(b)接下來,連接金屬層保持絕緣層的金屬層18與引線20,又,連接PTC元件位於金屬層未連接側之金屬電極與引線22;(c)其後,連接引線22與該一方的電氣要件(例如具有保護電路之基板112),連接引線20與該另一方的電氣要件(例如封口體102,詳細是其陰極端子104)。
為能容易理解,上述電氣設備的製造方法之程序(a)及(b)相當於如第三圖所示本發明的PTC裝置的製造方法。
此外,前述的程序(2)、(3)、(B)、(C)、(b)及(c)之連接若是可以電性連接,則可以任一的適當方法實施。具體來說,可直接連接需連接的對象物(例如使用熔接時)或間接的實施(例如在要連接之對象物之間透過導電性要素(如可彎曲之引線114的其他引線,如焊錫材料的導電性材料等)連接時)。
較佳態樣中,程序(2)及(b)是使用間接的連接來實施,其中該間接的連接是基於使用焊錫材料之回焊(reflow)來做,程序(3)、(C)及(c)是以利用熔接之直接的連接或視必要情況藉由當中存在著各種的形態的引線114做熔接之間接的連接來實施。
此外,關於程序(B),例如使用焊錫材料以回焊將金屬層保持絕緣層的金屬層18與引線20間接地連接,又以引線22例如以金屬線接合來間接地連接PTC元件位於金屬層18未連接側的金屬電極、與設於金屬層保持絕緣層上另外金屬層28之引線114,該另外金屬層28獨立於金屬層保持絕緣層的金屬層之外,該引線22之一端連接到PTC元件14的金屬電極上所配置的金屬層30。
[產業上之利用可能性]
本發明的PTC裝置,因在金屬層保持絕緣樹脂層上配置PTC元件,可盡量減少作用於PTC元件之不必要的力量並抑制PTC元件的電阻增加。
此外,本案主張基於日本專利申請第2008-180156號(申請日為2008年7月10日,發明名稱為「PTC裝置及具有該裝置之電氣設備」),在此參照這個優先權文件,藉以將其在日本申請所記載之事項納入本說明書,構成其中一部分。
10...PTC裝置
12...金屬層保持絕緣樹脂層
14...PTC元件
16...絕緣樹脂層
18...金屬層
20...第一引線
22...第二引線
24...雙面膠帶
26...密封樹脂
30...金屬層
100...電池組
102...封口體
104...陰極端子
106...PTC元件
108...下方引線
110...上側引線
112...配線基板
114...引線
116...連接端子
118...絕緣樹脂層
120...密封樹脂
122...雙面膠帶
124...絕緣樹脂
第一圖係顯示本發明一態樣之PTC裝置的側視示意剖面圖。
第二圖係顯示本發明別的態樣之PTC裝置的側視示意剖面圖。
第三圖係顯示本發明另一態樣之PTC裝置的側視示意剖面圖。
第四圖係顯示裝有第一圖之本發明PTC裝置之電氣設備的側視示意剖面圖。
第五圖係顯示裝有第二圖之本發明PTC裝置之電氣設備的側視示意剖面圖。
第六圖係顯示裝有第三圖之本發明PTC裝置之電氣設備的側視示意剖面圖。
第七圖係顯示裝有習知PTC裝置之電池組的側視示意剖面圖。
10...PTC裝置
12...金屬層保持絕緣樹脂層
14...PTC元件
16...絕緣樹脂層
18...金屬層
20...第一引線
22...第二引線
24...雙面膠帶
26...密封樹脂
t...高度

Claims (11)

  1. 一種PTC裝置,係具有:PTC元件,具有層狀PTC要素及分別配置於其上下兩側之金屬電極;以及金屬層保持絕緣層,係具有絕緣層及配置且接著於其上表面之金屬層,位於該PTC元件下表面之該金屬電極配置於該金屬層之上,其中這些部件電性連接著。
  2. 如申請專利範圍第1項之PTC裝置,更進一步具有配置於PTC元件的另一方的金屬電極或金屬層保持絕緣層的金屬層上之引線。
  3. 如申請專利範圍第2項之PTC裝置,該引線作為配置於金屬層保持絕緣層的金屬層上之第一引線運作,PTC元件的另一方的金屬電極更進一步具有與預設的基板電性連接之第二引線。
  4. 如申請專利範圍第2項之PTC裝置,該引線係作為配置於PTC元件的另一方的金屬電極上之第一引線運作,該PTC裝置更進一步具有與金屬層保持絕緣層的金屬層電性連接之第二引線。
  5. 如申請專利範圍第3項或第4項之PTC裝置,該第一引線係電性連接於預設的電氣要件。
  6. 如申請專利範圍第5項之PTC裝置,該預設的電氣要件係電池組的陰極端子。
  7. 如申請專利範圍第6項之PTC裝置,該第二引線係電性連接於其他的電氣要件。
  8. 如申請專利範圍第7項之PTC裝置,其他的電氣要件對於預設的電氣要件來說作為電路保護裝置,係使PTC裝置運作之配線基板。
  9. 如申請專利範圍第1至8項中任一項之PTC裝置,該金屬層保持絕緣層係具有絕緣樹脂層作為絕緣體之金屬層包覆絕緣樹脂層。
  10. 一種電氣設備,具有申請專利範圍第1至9項中任一項之PTC裝置。
  11. 如申請專利範圍第10項之電氣設備,係為電池組。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI628688B (zh) 2012-08-31 2018-07-01 太谷電子日本合同公司 保護元件、電氣裝置、2次電池單元及墊圈
TWI629703B (zh) 2012-08-31 2018-07-11 太谷電子日本合同公司 保護元件、電氣裝置、2次單電池及墊圈
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
DE102018206883A1 (de) * 2018-05-04 2019-11-07 Robert Bosch Gmbh Akkupack

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5699607A (en) * 1996-01-22 1997-12-23 Littelfuse, Inc. Process for manufacturing an electrical device comprising a PTC element

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59191708U (ja) * 1983-06-03 1984-12-19 松下電器産業株式会社 チツプバリスタ
JPS61201U (ja) * 1984-06-05 1986-01-06 株式会社村田製作所 正特性サ−ミスタ
US4907340A (en) * 1987-09-30 1990-03-13 Raychem Corporation Electrical device comprising conductive polymers
JP3335348B2 (ja) * 1987-09-30 2002-10-15 レイケム・コーポレイション 導電性重合体を含む電気的デバイス
JPH076905A (ja) * 1993-06-18 1995-01-10 Murata Mfg Co Ltd 正特性サーミスタの製造方法
JPH0750157A (ja) * 1993-08-05 1995-02-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 二次電池パック
KR19990036224A (ko) * 1995-08-07 1999-05-25 준 이시오까 Ptc 소자 및 그것을 이용한 전지 조립체
KR100386394B1 (ko) * 1996-02-16 2003-08-14 후지 덴키 가가쿠 가부시키가이샤 방폭기능을갖는전지
US6023403A (en) * 1996-05-03 2000-02-08 Littlefuse, Inc. Surface mountable electrical device comprising a PTC and fusible element
JP2002502554A (ja) 1997-06-04 2002-01-22 タイコ・エレクトロニクス・コーポレイション 回路保護デバイス
US6429533B1 (en) * 1999-11-23 2002-08-06 Bourns Inc. Conductive polymer device and method of manufacturing same
US6411191B1 (en) * 2000-10-24 2002-06-25 Eaton Corporation Current-limiting device employing a non-uniform pressure distribution between one or more electrodes and a current-limiting material
US6498561B2 (en) * 2001-01-26 2002-12-24 Cornerstone Sensors, Inc. Thermistor and method of manufacture
JP4107881B2 (ja) 2002-05-30 2008-06-25 三洋電機株式会社 パック電池
US7920045B2 (en) * 2004-03-15 2011-04-05 Tyco Electronics Corporation Surface mountable PPTC device with integral weld plate
JP4747859B2 (ja) * 2006-01-27 2011-08-17 ソニー株式会社 電池
JP2008071828A (ja) * 2006-09-12 2008-03-27 Tdk Corp Ptc素子および電池保護システム
JP2008180156A (ja) 2007-01-25 2008-08-07 Toyota Motor Corp 内燃機関の始動制御装置及び方法
US20120026635A1 (en) * 2007-12-18 2012-02-02 Hiroyuki Koyama Ptc device, ptc device manufacturing method, and electric device provided with ptc device
JP5395070B2 (ja) * 2008-06-06 2014-01-22 タイコエレクトロニクスジャパン合同会社 Ptcデバイス

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5699607A (en) * 1996-01-22 1997-12-23 Littelfuse, Inc. Process for manufacturing an electrical device comprising a PTC element

Also Published As

Publication number Publication date
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JP5743259B2 (ja) 2015-07-01

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