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Diese Erfindung bezieht sich auf
Thermistoren eines Chiptyps ("Chipthermistoren") und auf die Verfahren
zum Herstellen solcher Thermistoren. Insbesondere bezieht sich die
Erfindung auf Thermistoren eines Chiptyps mit einer positiven Temperaturcharakteristik
(PTC; PTC = positive temperature characteristic), die zum Schutz
gegen Überströme verwendet
werden, und auf Verfahren zum Herstellen solcher Chipthermistoren.
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PTC-Chipthermistoren, die für einen
Schutz gegen Überströme verwendet
werden, sind in der Schaltungsanordnung einer elektronischen Vorrichtung
umfaßt,
derart, daß dieselben
Wärme emittieren,
wenn ein Überstrom
in einer Überschreitung
einer spezifizierten Stromintensität vorhanden ist, der durch
denselben fließt,
wobei bewirkt wird, daß dessen
Widerstandswert aufgrund dessen positiver Temperaturcharakteristik
zunimmt, wodurch der Strom, der in die Vorrichtung fließt, auf
einen Pegel unterhalb eines spezifizierten maximalen Stromwerts
reduziert wird. Es ist wünschenswert,
daß solche PTC-Thermistoren
einen reduzierten Widerstandswert aufweisen, derart, daß deren
Leistungsverlust aufgrund des Verringerns der Spannung reduziert werden
kann, und es ist vorgeschlagen worden, eine Mehrzahl von PTC-Thermistorelementen
elektrisch parallel zu schalten, derart, daß der Gesamtwiderstandswert
der Kombination gemäß der Anzahl
an Thermistoren, die angeschlossen werden sollen, reduziert werden
kann.
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Die Japanische Patentanmeldung Tokkai 6-267709
offenbart beispielsweise einen PTC-Thermistor 1a, wie er
in 7 gezeigt ist, der
durch das Aufeinanderstapeln einer Mehrzahl von ebenen PTC-Thermistorelementen 2 gebildet
ist, wobei jedes der PTC-Thermistorelemente 2 Elektroden 3a und 4a aufweist,
die auf dessen Hauptoberflächen
gebildet sind. Das sich einander gegenüberliegende Paar von Elektroden 3a oder 4a jedes
zueinander benachbarten Paars dieser PTC-Thermistorelemente 2 ist
miteinander mittels eines elektrisch leitfähigen Haftmittels 5 verbunden.
Um einen gegenseitig isolierten Zustand einzurichten, füllt darüber hinaus
ein elektrisch isolierendes Material 6a offene Räume zwischen
den Elektroden 3a und 4a.
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Als ein weiteres Beispiel offenbart
die Japanische Patentanmeldung Tokkai 6-302404 einen PTC-Thermistor 1b,
wie er in 8 gezeigt
ist, der durch Aufeinanderstapeln einer Mehrzahl von ebenen PTC-Thermistorelementen 2 gebildet
ist, wobei jedes der PTC-Thermistorelemente 2 Elektroden 3b oder 4b aufweist,
die auf dessen Hauptoberflächen gebildet
sind. Die sich einander gegenüberliegenden Paare
von Elektroden 3b oder 4b jedes zueinander benachbarten
Paars dieser PTC-Thermistorelemente erstreckt sich in derselben
Richtung. Jedes benachbarte Paar der PTC-Thermistorelemente 2 ist mittels
eines Glasmaterials 6b zusammen verbunden. Die Paare von
Elektroden 3b und 4b sind in entgegengesetzte
Richtungen in sich abwechselnden Schichten erstreckt, und äußere Elektroden 7 und 8 sind
auf den sich einander gegenüberliegenden Endoberflächen der
gestapelten Anordnung der PTC-Thermistorelemente 2 gebildet,
derart, daß die Elektroden 3b und 4b elektrisch
parallel geschaltet werden können.
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Die herkömmlichen PTC-Thermistoren 1a und 1b,
die im vorhergehenden beschrieben wurden, können nicht mit einer hohen
Arbeitseffizienz hergestellt werden, da die PTC-Thermistorelemente 2 vorsichtig
gestapelt werden müssen,
derart, daß in
dem Fall der Thermistoren 1a von 7 die Elektroden 3a und 4a durch
die Schichten des Haftmittels 5 korrekt ausgerichtet sind,
und derart, daß sich
in dem Fall des Thermistors 1b von 8 die Elektroden 3b und 4b in
dem Fall des Thermistors 1b von 8 abwechselnd in unterschiedlichen Richtungen
erstrecken.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
besteht folglich darin, einen Chipthermistor mit einer einfachen
Herstellung und ein einfaches Verfahren zum Herstellen eines Chipthermistors
zu schaffen.
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Die Aufgabe wird durch einen Chipthermistor gemäß Anspruch
1 und ein Verfahren zum Herstellen eines Chipthermistors gemäß Anspruch
8 gelöst.
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Es ist ein Ziel dieser Erfindung,
Thermistoren eines Chiptyps mit einem niedrigen Widerstandswert zu
schaffen, die einfach hergestellt werden können, ohne daß ein Anordnen
der Richtung der Erstreckung der inneren Elektroden notwendig ist,
wenn die Thermistorelemente aufeinander gestapelt werden, sowie Verfahren
zum Herstellen solcher Thermistoren eines Chiptyps zu schaffen.
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Um einen Chipthermistor, der diese
Erfindung aufweist, zu schaffen, mit dem die im vorhergehenden erwähnten und
andere Aufgaben und Ziele durchgeführt werden können, kann
mit einem ebenen rechteckigen Thermistorblock gestartet werden, wobei
ein Paar von Elektroden auf dessen Oberflächen gebildet wird. Der Thermistorblock
weist ein Paar von einander gegenüberliegenden Hauptoberflächen, die
in einer longitudinalen Richtung verlängert sind, und ein Paar von
einander gegenüberliegenden
Seitenoberflächen
auf. Eine erste Elektrode ist gebildet, um sich teilweise auf einer
der Hauptoberflächen
zu befinden und sich zusammenhängend auf
eine der Seitenoberflächen
zu erstrecken, wohingegen sich die zweite Elektrode teilweise auf
der anderen Hauptoberfläche
befindet und sich gleichmäßig auf
die andere Seitenoberfläche
erstreckt. Der Thermistorblock, der auf diese Weise präpariert
ist, wird daraufhin transversal zu der longitudinalen Richtung geschnitten,
wobei eine Mehrzahl von Thermistorelementen erhalten wird, wobei
die Seitenoberflächen
des ursprünglichen
Thermistorblocks die Endoberflächen
der einzelnen Thermistorelemente werden. Eine spezifizierte An zahl
dieser Thermistorelemente werden daraufhin ausgerichtet und aufeinander
gestapelt, wobei sich ihre Hauptoberflächen gegenüber liegen. Eine Schicht eines
Isolierungsmaterials, wie z. B. Glas, mit einer Dicke, die größer als
10 μm ist,
wird zwischen jedem zueinander benachbarten gestapelten Paar dieser
Thermistorelemente eingefügt.
Eine gestapelte Struktur, die auf diese Weise gebildet ist, weist
einander gegenüberliegende äußere Oberflächen auf,
an denen die Elektroden auf den einzelnen gestapelten Thermistorelementen
nach außen
freiliegen. Auf diesen äußeren Oberflächen der
gestapelten Struktur werden äußere Elektroden gebildet,
um dieselben mit den Elektroden auf den gestapelten Thermistorelementen
elektrisch zu verbinden.
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Die erste und zweite Elektrode auf
jedem Thermistorelement kann gebildet sein, damit jede einen Großteil einer
der Hauptoberflächen
bedeckt, um sich zusammenhängend über eine
der Endoberflächen
und ferner über
einen Teil der anderen Hauptoberfläche zu erstrecken. Jede der
Hauptoberflächen der
gestapelten Struktur kann mit einer Schicht eines elektrisch isolierenden
Materials, wie z. B. Glas, bedeckt sein.
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Ein Chipthermistor, der auf diese
Weise strukturiert ist, ist vorteilhaft darin, daß die Thermistorelemente,
die aufeinander gestapelt werden, voneinander zuverlässig isoliert
sind, und daß keine
Vorsicht bezüglich
der Richtungen genommen werden muß, in die dieselben gerichtet
sind, wenn dieselben gestapelt werden. Folglich wird die Herstellungsarbeitseffizienz
verbessert, und der Temperaturanstieg der Schaltungsplatine, auf
die derselbe angebracht wird, kann reduziert werden.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Schnittansicht eines PTC-Chipthermistors, der diese Erfindung darstellt;
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2 ein
Verfahren zum Bilden des PTC-Chipthermistors, der in 1 gezeigt ist, wobei 2A einen PTC-Thermistorblock
zeigt, 2B den PTC-Thermistorblock
zeigt, nachdem ein Ni-Film auf dessen Oberflächen gebildet ist, und wobei 2C den PTC-Thermistorblock
zeigt, nachdem Teile dessen Films entfernt worden sind;
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3 eine
Schnittansicht, die longitudinal einer der Linien X-X' entnommen ist, die
in 2C gezeigt sind;
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4 eine
Schnittansicht eines weiteren PTC-Thermistorelements;
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5 eine
Schnittansicht eines weiteren PTC-Chipthermistors, der diese Erfindung
darstellt;
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6 eine
Schnittansicht eines ferner weiteren PTC-Chipthermistors, der diese
Erfindung darstellt;
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7 eine
Schnittansicht eines herkömmlichen
PTC-Chipthermistors; und
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8 eine
Schnittansicht eines weiteren herkömmlichen PTC-Chipthermistors.
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Durch die gesamte Beschreibung hindurch werden
aus Übersichtlichkeitsgründen die
selben oder ähnliche
Bestandteile manchmal durch die selben Bezugszeichen angezeigt und
werden nicht notwendigerweise wiederholt beschrieben oder erklärt, sogar
wenn dieselben Bestandteile von unterschiedlichen PTC-Chipthermistoren
oder -Elementen sind.
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1 zeigt
einen PTC-Chipthermistor 11, der diese Erfindung darstellt
(Beispiel 1), mit drei ebenen PTC-Thermistor elementen 12,
die mit Isolierungsschichten 13 zwischen sich aufeinander
gestapelt sind, und mit äußeren Elektroden 17 und 18 auf beiden
Seitenoberflächen
der gestapelten PTC-Thermistorelemente 12.
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Dieser PTC-Chipthermistor 11 wird
zuerst durch Präparieren
eines länglichen
rechteckigen ebenen PTC-Thermistorblocks 14 hergestellt,
wie er in 2A gezeigt
ist. Als nächstes
wird durch stromloses Plattieren ein dünner Film von Ni 141 durch stromloses
Plattieren auf den Oberflächen
dieses PTC-Thermistorblocks 14 gebildet,
wie es in 2B gezeigt
ist. Nachdem durch Sandstrahlen streifenförmige lineare Teile des Ni-Films 141 auf
jeder Hauptoberfläche
des PTC-Thermistorblocks 14 entlang und in der Nähe einer
sich longitudinal erstreckenden Seitenoberfläche entfernt sind, wie es in 2C gezeigt ist, wird der
PTC-Thermistorblock 14 entlang der Linien X-X' geschnitten. Die
PTC-Elemente 12 mit einer Länge von 4, 5 mm, einer Breite
von 3, 2 mm, einer Höhe
von 0,3 mm und mit inneren Elektroden (sie werden hierin auf diese
Weise bezeichnet, obwohl dieselben nicht im Inneren angeordnet sind,
bevor die einzelnen PTC-Thermistorelemente 12 gestapelt werden) 15 und 16 auf
denselben, wie sie in 3 gezeigt
sind, wurden auf diese Weise erhalten. Die Seitenoberflächen des
PTC-Thermistorblocks 14, bevor derselbe geschnitten wurde,
sind nun die Endoberflächen
der PTC-Thermistorelemente 12. Die innere Elektrode 15 bedeckt
einen Großteil
einer der (ersten) Hauptoberflächen
des PTC-Thermistorblocks 14, wobei sich dieselbe von dort über eine
der Endoberflächen
erstreckt, um einen kleinen Teil der anderen (zweiten) Hauptoberfläche zu erreichen
und zu bedecken. Die andere innere Elektrode 16 bedeckt
einen Großteil
der anderen (zweiten) Hauptoberfläche, wobei sich dieselbe von
dort über
die andere Endoberfläche
erstreckt, um einen kleinen Teil der ersten Hauptoberfläche zu erreichen
und zu bedecken.
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Es ist vorzuziehen, vor dem stromlosen
Plattierungsprozeß die
Kantenteile 142 des PTC-Thermistorblocks 14 jeweils zwischen
einer der Hauptoberflächen
und einer der Seitenoberflächen
abzuschrägen,
derart, daß der
Ni-Film 141 gleichermaßen über jeden
Kantenteil 142 des PTC-Thermistorblocks 14 befestigt
werden kann, und daß eine
Unterbrechung in den inneren Elektroden 15 und 16 bei
den Kantenteilen 142, sowie das Auftreten eines Zustands
einer schlechten elektrischen Leitung, die durch eine solche Unterbrechung
bewirkt wird, zuverlässig
verhindert werden kann.
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Als nächstes wird eine der Hauptoberflächen eines
ersten der PTC-Thermistorelemente 12 vollständig mit
einer Glaspaste bedeckt. Ein zweites der PTC-Thermistorelemente 12 wird
oben auf dasselbe plaziert, wobei sich die zweite Hauptoberfläche des zweiten
PTC-Thermistorelements mit dem ersten PTC-Thermistorelement in einer
Seite-an-Seite-Beziehung überlappt,
und die erste Hauptoberfläche des
zweiten PTC-Thermistorelements vollständig auf gleiche Weise mit
der Glaspaste bedeckt wird. Ein drittes PTC-Thermistorelement wird
auf gleiche Weise oben auf das zweite PTC-Thermistorelement plaziert,
wobei seine erste Hauptoberfläche
mit der Glaspaste entweder vollständig oder mit Ausnahme der
Kantenteile bedeckt wird, wo die äußeren Elektroden 17 und 18 gebildet
werden sollen. Durch einen Brennprozeß werden diese drei PTC-Thermistorelemente 12 mit
den isolierenden Glasschichten 13 zwischen denselben nicht
nur miteinander verbunden, sondern es werden ferner die nach außen gerichteten
Hauptoberflächen
der gestapelten Struktur (die erste Hauptoberfläche des ersten PTC-Thermistorelements
an der Unterseite und die zweite Hauptoberfläche des dritten PTC-Thermistorelements
an der Oberseite, wie es in 1 gezeigt
ist) mit einer isolierenden Glasschicht 13 bedeckt. Um
die Elektroden 15 und 16 auf zueinander benachbarten
Paaren der gestapelten PTC-Thermistorelemente 12 in
einer voneinander isolierten Beziehung zu halten, ist es vorzuziehen,
die Dicke der isolierenden Glasschichten 13 zwischen denselben
größer als
10 μm herzustellen.
Der PTC-Chipthermistor 11 wird erhalten, indem daraufhin
die äußeren Elektroden 17 und 18 durch
Brennen einer Ag-Paste auf den beiden Endoberflächen der gestapelten Struktur
der PTC-Thermistorelemente 12 gebildet werden, derart,
daß die Teile
der inneren Elektroden 15 und 16, die an ihren Endoberflächen frei
liegen, einzeln elektrisch angeschlossen werden können.
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Eine Glaspaste kann ferner auf beiden Hauptoberflächen und
Seitenoberflächen
der gestapelten PTC-Thermistorelemente 12 (d. h. an den Oberflächen, die
in der Seitenansicht von 1 zu und
von dem Betrachter hin bzw. weg gerichtet sind) aufgebracht werden,
und zwar entweder vollständig oder
mit Ausnahme der Bereiche, an denen die äußeren Elektroden 17 und 18 gebildet
werden sollen, wobei dieselbe derart gebacken wird, daß vier der nach
außen
gerichteten Oberflächen
(die zwei Hauptoberflächen
und die zwei Seitenoberflächen, aber
nicht die zwei Endoberflächen)
durch ein isolierendes Material bedeckt sind.
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Die äußeren Elektroden 17 und 18 können alternativ,
nachdem die PTC-Thermistorelemente 12 mit den Glasschichten 13 zwischen
denselben aufeinander gestapelt sind, wie es im vorhergehenden beschrieben
wurde, gebildet werden, indem dieselben in eine Glaspaste getaucht
werden, um deren Oberflächen
mit Glasschichten zu bedecken, eine Ag-Paste auf beiden Endoberflächen dieser
gestapelten Struktur aufgebracht wird und daraufhin dieselben einem
Brennprozeß unterworfen
werden. Durch diesen Brennprozeß diffundiert
das Glasmaterial der Glasschichten 13 in das Ag-Material,
das dieselben bedeckt, wodurch die äußeren Elektroden 17 und 18 gebildet
werden, die mit den Abschnitten der inneren Elektroden 15 und 16 auf
den Endoberflächen
der einzelnen PTC-Thermistorelemente 12 elektrisch
verbunden sind. Dieses Verfahren ist zweckmäßiger zum Bedecken der vier äußeren Oberflächen der
gestapelten PTC-Thermistorelemente 12 (ausgenommen der
zwei Endoberflächen) mit
den Glasschichten 13 als das Verfahren durch Aufbringen
einer Ag-Paste.
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Der PTC-Chipthermistor 11,
der auf solche Weise strukturiert ist, ist dadurch charakterisiert,
daß derselbe
Glasschichten
13 mit einer ausreichenden Dicke für eine Isolierung,
die zwischen den gestapelten PTC-Thermistorelementen 12 eingefügt ist,
aufweist. Folglich sind die inneren Elektroden 15 und 16 an
zueinander benachbarten PTC-Thermistorelementen 12 zuverlässig voneinander
isoliert, und zwar unabhängig
von ihren Ausrichtungen. Folglich kann eine Mehrzahl von PTC-Thermistorelementen 12 durch
Bilden der äußeren Elektroden 17 und 18 an den
beiden Endoberflächen
der gestapelten PTC-Thermistorelemente 12 elektrisch
parallel geschaltet werden. Da die inneren Elektroden 15 und 16 von
den gestapelten PTC-Thermistorelementen 12 nach außen freiliegen,
können
dieselben darüber hinaus
mit den äußeren Elektroden 17 und 18 zuverlässig elektrisch
verbunden werden, wobei die Zuverlässigkeit verbessert wird. Da
jede innere Elektrode 15 und 16 über drei
Oberflächen
(zwei Haupt- und eine Endoberfläche)
des entsprechenden PTC-Thermistorelements 12 gebildet ist,
kann dieselbe von der anderen inneren Elektrode 15 oder 16 an
dem PTC-Thermistorelement 12 sogar an dem oberen Ende oder
dem unteren Ende des Stapels zuverlässig isoliert werden, obwohl
sich die äußeren Elektroden 17 und 18 etwas
auf die Hauptoberflächen
des PTC-Chipthermistors 11 erstrecken. Ein weiterer Vorteil
des PTC-Chipthermistors 11, der auf eine solche Weise strukturiert
ist, besteht darin, daß ein
Kurzschluß aufgrund
eines Versatzes oder einer Verlagerung zuverlässig verhindert werden kann,
nachdem der PTC-Chipthermistor 11 auf einer Schaltungsplatine
angebracht und mit einer leitfähigen
Kontaktfläche auf
derselben verbunden ist, da zumindest die Hauptoberflächen desselben
mit Glasschichten 13 bedeckt sind.
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Als nächstes wird ein weiterer PTC-Chipthermistor 11a,
der diese Erfindung darstellt (Beispiel 2), bezugnehmend auf 4 und 5 erklärt, bei denen gleiche oder äquivalente
Bestandteile wie diejenigen, die im vorhergehenden beschrieben wurden,
mit den selben Symbolen angezeigt sind. Um einen solchen PTC-Chipthermistor 11a herzustellen,
werden PTC-Thermistorelemente 12a mit
einem Entwurf, der sich von dem des PTC-Thermistorelements 12,
der in 3 gezeigt ist, unterscheidet,
zusätzlich
präpariert,
d. h., daß das
PTC-Thermistorelement 12a eine innere
Elektrode 15a, die auf einer der Endoberflächen eines
ebenen rechteckigen PTC-Thermistorblocks 14 gebildet ist,
sich zu einem Großteil
einer der Hauptoberflächen
des PTC-Thermistorblocks 14 erstreckt und denselben bedeckt,
und eine weitere innere Elektrode 16a aufweist, die auf
der anderen Endoberfläche
des PTC-Thermistorblocks 14 gebildet ist, sich zu einem
Großteil
der anderen Hauptoberfläche
des PTC-Thermistorblocks 14 erstreckt und denselben bedeckt.
Bei einer schnittmäßigen Betrachtung,
wie sie in 4 gezeigt
ist, sind diese inneren Elektroden 15a und 16a jeweils
in der Form eines L gezeigt, wobei sich dieselben einander nicht berühren.
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Als nächstes wird eine Glaspaste
auf eine der Hauptoberflächen
eines (ersten) PTC-Thermistorelements aufgebracht, wobei ein weiteres
(zweites) PTC-Thermistorelement 12a auf demselben plaziert
wird, wobei sich eine Hauptoberflächen des zweiten PTC-Thermistorelements
in einer Seite-an-Seite-Beziehung
mit der Hauptoberfläche
des ersten PTC-Thermistorelements 12, die die Glasplatte
auf sich aufgebracht aufweist, befindet. Die andere Hauptoberfläche des
zweiten PTC-Thermistorelements 12a, die sich von dem ersten
PTC-Thermistorelement 12 weiter
weg befindet, wird mit der Glasplatte vollständig bedeckt, wobei ein noch
weiteres (drittes) PTC-Thermistorelement 12 des Typs, der
in 3 gezeigt ist, auf
dasselbe plaziert wird, wobei sich eine von dessen Hauptoberflächen in
einer Seite-an-Seite-Beziehung mit dem zweiten PTC-Thermistorelement 12a befindet.
wird. Die Glaspaste wird auf die andere Hauptoberfläche (die
an der Oberseite freiliegt) des dritten PTC-Thermistors 12 entweder vollständig oder
mit Ausnahme der Bereiche, bei denen äußere Elektroden gebildet werden
können,
aufgebracht. Die Glaspaste wird ferner auf der Hauptoberfläche des
ersten PTC-Thermistorelements 12, die von dem zweiten PTC-Thermistorelement 12a weiter
weg liegt, entweder vollständig
oder mit Ausnahme der Bereiche für
die äußeren Elektroden,
die gebildet werden sollen, aufgebracht. Die gestapelte Struktur,
die auf diese Weise gebildet ist, wird als nächstes gebacken, wobei schließlich durch
Brennen eines Ag-Materials äußere Elektroden 17 und 18 auf den
jeweiligen Endoberflächen
der gestapelten Struktur gebildet werden, damit dieselben mit den
inneren Elektroden 15, 15a, 16 und 16a elektrisch
verbunden sind. Auf diese Weise wird der PTC-Chipthermistor 11a (Beispiel
2) erhalten.
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Der PTC-Chipthermistor 11a von
Beispiel 1 unterscheidet sich von dem PTC-Chipthermistor 11 von
Beispiel 2 darin, daß die
zwei inneren Elektroden 15a und 16a auf dem zweiten
PTC-Thermistorelement 12a einander über einen
größeren Bereich
hinweg gegenüber
liegen. Auf diese Weise kann der Gesamtwiderstandswert des PTC-Chipthermistors 11a, der
die drei PTC-Thermistorelemente 12 und 12a (zwei
von dem Typ 12 und einen von dem Typ 12a) , wie
es in 5 gezeigt ist,
verbindet, kleiner als derjenige des PTC-Chipthermistors 11 gemacht
werden, der drei PTC-Thermistorelemente 12 verbindet, wie es
in 1 gezeigt ist.
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Ein ferner weiterer PTC-Chipthermistor 11b, der
diese Erfindung darstellt (Beispiel 3), wird als nächstes bezugnehmend
auf 6 erklärt, wobei gleiche
oder äquivalente
Bestandteile, wie sie im vorhergehenden beschrieben wurden, wiederum
durch die selben Symbolen angezeigt werden. Um diesen PTC-Chipthermistor 11b herzustellen,
wird zusätzlich zu
den drei PTC-Thermistorelementen 12, die in 3 gezeigt sind, ein PTC-Thermistorblock 14 mit keinen
auf demselben gebildeten inneren Elektroden 15 und 16 präpariert.
Nachdem eine der Hauptoberflächen
des PTC-Thermistorblocks 14 mit einer Glaspaste vollständig bedeckt
ist, wird eines der drei PTC-Thermistorelemente 12 auf
denselben plaziert, wobei der Prozeß des Bildens der gestapelten
Struktur für
die Herstellung der PTC-Thermistoreinheit 11, die im vorhergehenden
beschrieben wurde, wiederholt wird. Die andere Hauptoberfläche des
PTC-Thermistorblocks 14 wird mit der Glaspaste entweder
vollständig
oder mit Ausnahme der Bereiche zum Bilden der äußeren Elektroden bedeckt, wobei
die äußeren Elektroden 17b und 18b für das gebackene
Ag-Material auf den Endoberflächen
der gestapelten Struktur mit dem PTC-Thermistorblock 14 und
den drei PTC-Thermistorelementen 12 gebildet werden.
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Falls der Widerstandswert eines Blocks
eines Keramikmaterials kleiner gemacht wird, erzeugt das Element,
das den Block aufweist, im allgemeinen mehr Wärme, wobei Probleme verursacht
werden, da die erzeugte Überschußwärme zu der
Schaltungsplatine geleitet wird, auf der dasselbe angebracht ist,
und dasselbe seine Temperatur derart erhöht, daß nicht nur die Schaltungsplatine
selbst, sondern auch die Vorrichtungen, die in der Nähe angebracht
sind, ungünstig
beeinträchtigt
werden. Der zusätzliche
PTC-Thermistorblock 14 des PTC-Chipthermistors 11b dient
dazu, die Ausbreitung von Wärme
von den PTC-Thermistorelementen 12 zu der Schaltungsplatine
zu hemmen, wobei der Anstieg der Temperatur der Schaltungsplatine
reduziert wird.
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Um die Beispiele 1 und 3 zu
vergleichen, wurden sechs Probeelemente jedes PTC-Chipthermistors 11 und 11b einzeln
an einer Schaltungsplatine angebracht, wobei die Oberflächentemperatur
jeder Schaltungsplatine gemessen wurde, wenn eine gleiche Spannung
angelegt wurde. Die gemessenen Oberflächentemperaturwerte betrugen
148°C, 155°C, 150°C, 153°C, 147°C und 150°C bei den
Probeelementen des Beispiels 1 und 112°C, 110°C, 105°C, 108°C, 111°C und 110°C bei den Probeelementen von
Beispiel 3. Die Durchschnittswerte betrugen 150°C für Beispiel 1 und 109°C für Beispiel
3, wobei der Unterschied zwischen denselben mehr als 40°C beträgt. Dies
zeigt deutlich, daß es
weniger wahrscheinlich ist, daß sich
die Wärme
von dem PTC-Chipthermistor 11b zu der Schaltungsplatine ausbreitet,
wobei folglich deren Oberflächentemperatur
weniger schnell zunimmt.
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Obwohl die Erfindung im vorhergehenden bezugnehmend
auf lediglich eine begrenzte Anzahl von Beispielen beschrieben worden
ist, sind diese Beispiele nicht dazu gedacht, den Schutzbereich
der Erfindung zu begrenzen. Viele Modifikati onen und Variationen
sind innerhalb des Schutzbereiches der Erfindung möglich. Die
PTC-Thermistorblöcke 14 können aus
einem beliebigen anderen isolierenden oder beinahe isolierenden
Material bestehen, das einen Widerstandswert von größer als
106 Ω zwischen den
Elektroden 17b und 18b bereitstellt. Ein zusätzlicher
PTC-Thermistorblock 14 kann durch eine Glaspaste ferner
an der Oberseite des oberen PTC-Thermistorelements 12 des
PTC-Chipthermistors 11b befestigt werden, derart, daß der resultierende PTC-Chipthermistor
einen PTC-Thermistorblock sowohl auf dessen oberen als auch unteren
Seite aufweist.
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Bei allen Beispielen können die
inneren Elektroden 15, 15a, 16 und 16a ein
Metall jeglicher Art aufweisen, das in der Lage ist, eine ohmsche
Charakteristik aufzuweisen, wie z. B. Cr und Al. Dieselben können durch
Sputtern, Dampfaufbringung, Drucken und Brennen oder jegliche Kombinationen
derselben gebildet werden. Die äußeren Elektroden 17 und 18 können jegliches
Metall mit einer guten Lötbarkeit
aufweisen, und können
durch Bilden einer oberen Schicht eines lötbaren Metalls, wie z. B. Sn oberhalb
einer gebackenen Ag-Schicht, gebildet werden. Dieselben können ferner
durch jegliche von verschiedenen Methoden, wie z. B. durch Sputtern, Dampfaufbringung,
Drucken und Brennen, Löten
und jegliche Kombination derselben, gebildet werden. Die Anzahl
von PTC-Thermistorelementen 12 und/oder 12a, die
gestapelt werden sollen, um einen PTC-Chipthermistor 11, 11a oder 11b zu
bilden, ist nicht auf drei begrenzt. Die Anzahl kann frei geändert werden,
wobei es vorzuziehen ist, diese Anzahl abhängig von dem Verwendungszweck
zu erhöhen oder
zu verringern, obwohl im allgemeinen fünf bis sechs Thermistorelemente
gestapelt werden. Obwohl Glasschichten 13 verwendet wurden,
um die PTC-Thermistorelemente 12 und 12a und die PTC-Thermistorblöcke 14 zu
befestigen, kann ein beliebiges anderes isolierendes Material anstatt
des Glases, wie z. B. Harzmaterialien, eingesetzt werden. Bezüglich der
Herstellungsverfahren kann eine Glaspaste auf die einzelnen PTC-Thermistorelementen 12 und/oder 12b aufgebracht
werden, um dieselben zu isolieren, bevor dieselben miteinander verbunden
werden. Auf diese Art und Weise ist es möglich, Glasschichten einer
spezifizierten Dicke zu erhalten, und dieselben auf eine zuverlässige Art
und Weise zu isolieren.
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schließlich muß, obwohl die Erfindung bezüglich PTC-Chipthermistoren
beschrieben wurde, nicht darauf hingewiesen werden, daß sich die
Erfindung gleichermaßen
auf NTC-Chipthermistoren (NTC; NTC = negative temperature characteristic
= negative Temperaturcharakteristik) beziehen kann.
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Zusammenfassend kann gesagt werden, daß die Chipthermistoren
dieser Erfindung viele Vorteile aufweisen. Ihre Widerstandswerte
können
durch Stapeln einer Mehrzahl von ebenen Thermistorelementen und
das Parallelschalten derselben reduziert werden, derart, daß der Gesamtwiderstand
gemäß der Anzahl
von PTC-Thermistorelementen, die parallel geschaltet sind, reduziert
wird. Da eine Mehrzahl von Thermistorelementen aufeinander gestapelt
werden, wird die mechanische Stärke
des Chips, der auf diese Weise gebildet ist, verbessert, und dies
macht es möglich,
dünne ebene
Thermistorelemente zu verwenden. Da die Thermistorelemente gestapelt werden,
wobei Platten eines nahezu isolierenden Materials zwischen dieselben
eingefügt
werden, sind darüber
hinaus die Richtungen, in die die einzelnen Thermistorelemente gestapelt
werden, nicht wichtig, wobei dies deren Herstellungsprozeß einfacher macht.
Da die inneren Elektroden gebildet sind, um sich von einer Hauptoberfläche des
Thermistorblocks über
eine Seitenoberfläche
zu erstrecken, um die gegenüberliegende
Hauptoberfläche
zu erreichen, können
dieselben mit einer äußeren Elektrode über eine ausreichend
große
Kontaktfläche
sicher verbunden werden. Falls ein zusätzlicher Thermistorblock eingefügt wird,
wie bei Beispiel 3, kann darüber
hinaus die Oberflächentemperatur
der Schaltungsplatine, auf die der Chip angebracht wird, derart
reduziert werden, daß negative
Effekte von Wärme
auf die Schaltungsplatine und andere Vorrichtungen in der Nähe reduziert
werden können.