电路保护装置制造方法及图纸

叠片电装置，特别是电路保护装置，包括两个叠片电极，其间有一个呈正温度系数特性（ＰＴＣ）的元件，以及通过该装置厚度且仅接触两电极之一的一个横向导电件。这允许从该装置的同一侧连接到两个电极上。本发明专利技术还提供了一种制备此种装置的工艺步骤，即制出有相当于若干单独装置的组件，并在最后一步中将组件分割，以获得各个装置。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电路保护装置。
技术介绍
许多电路保护装置包含两个叠片电极，而将一个有PTC(正温度系数)特性的的叠片电阻性元件夹在两电极之间。该PTC电阻性元件可由导电聚合物或陶瓷例如掺杂的钛酸钡制成。本文中用的“导电聚合物”一词是指包含聚合物和分散(或分布)在其中的一种特定导电填料的组合物。在大多数这类装置中，一导电引线固定在每一叠片电极上，使该装置能连接到一电路的其他组件上，例如安装在电路板的各孔中。加入引线增加了费用，且常常导致有损害(通常由电阻改变造成)的加热(例如在焊接或熔接期间)，特别是对导电性聚合物元件的损害。当将引线连接到其他电路元件上，尤其是将引线以焊接法连接到印刷电路板上时，一导电聚合被第二次加热，因此损害问题特别严重。将这种装置安装到印刷电路板上可能带来的另一问题是它们会从电路板上突出较多，这是不希望出现的。以上例如可参看专利文件US-4,238,812、4,317,027、4,426,633、4,685,025、4,845,838、4,924,074、4,967,176、5,378,407和5,049,850。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供电路的保护装置，该装置可固定在印刷电路板上而无须使用引线，并且不会从印刷电路板上过份突出，同时可方便而经济地制取。接本专利技术技术方案所提出的电路保护装置包括一种电路保护装置，包括 (1)一PTC电阻元件，该元件(a)由呈现PTC特性的导电聚合物电阻材料构成，及(b)具有第一表面和第二表面；(2)第一叠片电极，固定在PTC元件的第一表面上；和(3)第二叠片电极，固定在PTC元件的第二表面上；其特征在于还包括(4)第三叠片导电件，(a)固定在PTC元件的第二表面上，及(b)与第二电极隔开；以及(5)一横向导电件，(a)位于PTC元件所界定的一孔隙内，(b)贯穿在PTC元件的第一表面与第二表面之间，(c)固定在该PTC元件上，(d)实体上与第一电极电连接，并与第三叠片导电件电连接，及(e)不与第二电极电连接。在该装置中，设置横向导电件使从该装置反面对第一电极的电连接成为可能。这样，该装置可平行于印刷电路板(PCB)固定，PCB上的一条导电布线连到第二电极上，PCB上的第二导电布线连到第三导电件上(且通过它连到第一电极上)。本专利技术另一重要优点在于，由于此导电件通过该装置，而不是围绕该装置，因此这些装置可在一组件上以各操作步骤的工艺制成，所述组件相当于多个装置，在该工艺的最后一步中，将组件再分成多个装置。以此方法制备装置的能力更为重要，因为装置所要的尺寸(因而其电阻)可以减小。例如，本专利技术可用以制备表面为0.02平方英寸(13平方毫米)左右或更小的电路保护装置。本专利技术还提供了一种制造上述电路保护装置的方法，包括(1)提供一种组件，该组件包含1)一叠片PTC电阻元件，该元件(i)由呈现PTC特性的导电聚合物电阻材料构成，(ii)具有第一表面和第二表面，2)第一叠片导电件，该构件固定在所述PTC元件的第一表面上，及3)第二叠片导电件，该构件固定在所述PTC元件的第二表面上；(2)将该组件分成多个电装置，每一装置包含PTC电阻元件的一部分、第一叠片导电件的提供了第一电极的一部分、及第二叠片导电件的提供了第二电极的一部分，其特征在于，该方法还包括以下步骤(A)制成通过步骤(1)中所提供的组件厚度的多个孔隙，这些孔隙按多条直线布置；(B)与步骤(A)同时或在步骤(A)之后，将多个横向导电件置于各孔隙内，使之与第一叠片导电件和第二叠片导电件电接触；(C)从第一和第二叠片导电件中除去预定的平行条片，这些条片是相互平行且与孔隙线平行的；以及(D)在步骤(A)至(C)后，将该组件分成多个电路保护装置。本专利技术进一步提供了一种组件，它可分成如以上所述的多个装置，其包括(1)一个PTC电阻性元件，该元件(a)由呈现PTC特征的导电聚合物电阻材料构成，及(b)具有第一表面和第二表面；(2)第一叠片导电件，固定在PTC元件的第一表面上；(3)第二叠片导电件，固定在PTC元件的第二表面上；其特征在于，(A)所述组件包括多个横向导电件，它们以多条平行直线安排，每个所述横向导电件都(a)位于PTC元件所界定的一孔隙内，(b)贯穿在PTC元件的第一表面与第二表面之间，(c)固定在该PTC元件上，及(d)实体上与第一和第二叠片导电件电连接；以及(B)第一和第二叠片导电件各呈平行条片的形式，它们相互平行且与孔隙线平行，第一和第二叠片导电件的条片参差排列。在此组件中，更可取的是，(a)第一导电件的每一条片均包含两条相邻的孔隙线，以及(b)第二叠片导电件亦成互相平行且与各孔隙线平行的许多条片形，其中每一条片均包含两条相邻的孔隙线，此孔隙线之一处在第一导电件的第一条片内，而另一孔隙线处在第一导电件的第二条片内。如下文中所述和权利要求中所列，以及各附图中所示，本专利技术能利用若干特定的特征完成。当这些特征以特定的内容或作为特定组合的一部分而加以说明后，这些特征也可用于其他方面或其他组合中，包括例如两个或更多此种特征的其他组合。附图说明图1和图2是本专利技术装置的平视图和剖面图；图3和图4是本专利技术装置的另两个剖面图；图5和图6是安装在印刷电路板上的本专利技术装置的平面图和剖视图；图7和图8是本专利技术的能分成多个单独的本专利技术装置的组件的局部平视图和剖视图。具体实施例方式PTC组合物用于本专利技术中的PTC组合物最好是导电性聚合物，包括结晶聚合物成分和分散于该聚合物成分中的含有例如碳黑或金属的导电填料的特定填充物成分。此填充物成分亦可包含非导电性填料，它不仅改变导电聚合物的电特性且改变其物理性质。该组合物也可含有一种或多种其他成分，例如抗氧化剂，交连剂，耦合剂或弹性体。该PTC组合物最好在23℃时有低于50欧姆-厘米的电阻率，特别是小于10欧姆-厘米，尤其是小于5欧姆-厘米。用于本专利技术的适宜导电聚合物在例如美国专利第4,237,441号、4,304,987号、4,388,607号、4,514,620号、4,534,889号、4,5445,926、号4,560,498号、4,591,700号、4,724,417号、4,774,024号、4,935,156号和5,049,850号中作了介绍。PTC电阻性元件可由一个或多个导电聚合构件组成，其中至少有一构件是由PTC材料构成。当有一个以上导电聚合物构件时，电流最好顺序流过不同的组合物，就象例如每一组合物为伸过整个装置的一层形式时。在有单一PTC组合物且PTC元件所需的厚度大于能以单一步骤方便制成的厚度时，所需厚度的PTC元件可用结合在一起的方式方便地制备，例如将PTC组合物的两层或多层(如熔挤而成的各层)用加热和加压层叠之。当有一种以上的PTC组合物时，该PTC元件通常以结合在一起的方法制备，例如用加热和加压方法将不同组合物的各元件层叠之。举例而言，一PTC元件可包含由第一种PTC组合物组成的两叠片元件及夹在其间由第二种PTC组合物组成的一叠片元件，其中第二种PTC组合物的电阻率大于第一种PTC组合的电阻率。当一PTC装置跳脱时，降落在该装置上的大部分电压通常是降落在称为热线、热面或热区的该装置的较小部分上。在本专利技术的装置中，PTC元件可具有邦助热线在所需位置上(通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电组件，该组件（ｉ）是一电路保护装置且（ｉｉ）包括：（１）一叠片ＰＴＣ电阻性元件（１７），该元件（ａ）由呈现ＰＴＣ特性的导电聚合物构成，（ｂ）具有第一表面和第二表面，及（ｃ）有界定在第一表面和第二表面之间的一贯通孔隙；（２）一横向导电件（５１），该导电件（ａ）位于此ＰＴＣ元件所界定的孔隙内，（ｂ）贯穿在ＰＴＣ元件的第一表面与第二表面之间，及（ｃ）固定在该ＰＴＣ元件上；（３）第一叠片导电件（１３），该导电件（ａ）固定在ＰＴＣ元件的第一表面上及（ｂ）实体上与该横向导电件电连接；以及（４）第二叠片导电件（１５），该导电件固定在所述ＰＴＣ元件的第二表面上，并且不与所述横向导电件电连接。

【技术特征摘要】
US 1993-9-15 1217171.一种电组件，该组件(i)是一电路保护装置且(ii)包括(1)一叠片PTC电阻性元件(17)，该元件(a)由呈现PTC特性的导电聚合物构成，(b)具有第一表面和第二表面，及(c)有界定在第一表面和第二表面之间的一贯通孔隙；(2)一横向导电件(51)，该导电件(a)位于此PTC元件所界定的孔隙内，(b)贯穿在PTC元件的第一表面与第二表面之间，及(c)固定在该PTC元件上；(3)第一叠片导电件(13)，该导电件(a)固定在PTC元件的第一表面上及(b)实体上与该横向导电件电连接；以及(4)第二叠片导电件(15)，该导电件固定在所述PTC元件的第二表面上，并且不与所述横向导电件电连接。2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述横向导电件(51)至少包括以下之一(a)在界定出所述孔隙的PTC元件表面上的一金属镀层；(b)焊料；及(c)一预成形的金属棒或管。3.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，该组件在结构上可分成多个所述电路保护装置，并且其中(a)所述PTC电阻性元件(7)在其第一和第二表面之间界定出多个贯通的孔隙，(b)有多个横向导电件，每一横向导电件位于一个孔隙内，及(c)各孔隙及横向导电件配置成有规则的图形。4.根据权利要求3所述的组件，其特征在于，所述PTC元件是由导电聚合物构成的一叠片元件，其中所述第一叠片导电件(a)固定在所述PTC元件的第一表面上，且(b)实体上与所有横向导电件电连接；所述组件还包括第二叠片导电件，该导电件固定在所述PTC元件的第二表面上。5.根据权利要求4所述的组件，其特征在于，每一个所述第一和第二叠片导电件均由许多平行条片构成。6.一种电组件，包括(A)一个印刷电路板(9...

【专利技术属性】
技术研发人员：SM方，D西登，M汤普森，M张，
申请(专利权)人：雷伊化学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]