KR19990081968A - Surface-Mounted Electrical Equipment Including PTC Element - Google Patents

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KR19990081968A
KR19990081968A KR1019980705686A KR19980705686A KR19990081968A KR 19990081968 A KR19990081968 A KR 19990081968A KR 1019980705686 A KR1019980705686 A KR 1019980705686A KR 19980705686 A KR19980705686 A KR 19980705686A KR 19990081968 A KR19990081968 A KR 19990081968A
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캐써린 엠. 맥가이어
마이크 에이. 워드
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데이비드 제이.크루에거
리텔퓨즈 인코퍼레이티드
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Abstract

전기 장치는 저항소자(20)의 상부면(30)에 접속되어 있는 제1전극(100)과 저항소자(20)의 하부면(40)에 접속되어 있는 제2전극(110)을 갖는 저항소자(20)를 포함한다. 절연층(120)은 제1 및 제2 전극(100,110)에 형성된다. 절연층(120)의 어느 부분이 제1 및 제2전극(100, 110)으로부터 제거되어 제1 및 제2 접점(130,140)을 형성한다. 도전층(150)은 절연층(120)상에 형성되고 접점(130,140)에서 제1 및 제2 전극(100,110)과 접속되도록 한다. 도전층(150)은 절연간극(160,170)에 의해 분리된 제1 및 제2 말단부(155,156)를 형성하도록 제거된 부분들을 갖는다. 장치를 덮씌우는 구조는 접속되도록 하여, 두 전극이 전기장치(10)의 같은면에서 만들어진다.The electric device includes a resistance element having a first electrode 100 connected to the upper surface 30 of the resistance element 20 and a second electrode 110 connected to the lower surface 40 of the resistance element 20. And 20. The insulating layer 120 is formed on the first and second electrodes 100 and 110. Any portion of the insulating layer 120 is removed from the first and second electrodes 100 and 110 to form the first and second contacts 130 and 140. The conductive layer 150 is formed on the insulating layer 120 and is connected to the first and second electrodes 100 and 110 at the contacts 130 and 140. The conductive layer 150 has portions removed to form the first and second end portions 155 and 156 separated by the insulating gaps 160 and 170. The structure that covers the device is such that both electrodes are made on the same side of the electrical device 10.

Description

피티씨소자를 포함하는 표면실장형 전기장치Surface-Mounted Electrical Equipment Including PTC Element

설명Explanation

관련 출원에 대한 참고Reference to Related Applications

본 출원서는 1996년 1월 22일 출원된 미국 가출원 제 60/010,320호와 제 60/010,420호 그리고 1996년 3월 3일 출원된 미국 가출원 제 08/642,579호 및 제 08/642,655호의 잇점을 청구한다.This application claims the benefit of U.S. provisional applications 60 / 010,320 and 60 / 010,420, filed Jan. 22, 1996, and U.S. provisional applications 08 / 642,579 and 08 / 642,655, filed March 3, 1996. .

많은 도전성 물질의 고유저항은 온도에 따라 변한다고 알려져 있다. 정온계수(PTC) 물질의 고유저항은 물질의 온도가 증가하므로서 증가한다. 도전성 충전제를 분산시키므로서 전기적으로 도전되게 하는 많은 결정성 폴리머는 PTC효과를 나타낸다. 이들 폴리머는 일반적으로 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 에틸렌/프로필렌 코폴리머와 같은 폴리올레핀을 포함한다. 티탄산염 바륨과 같은 불순물이 첨가된 세라믹은 또한 PTC특성을 나타낸다.It is known that the resistivity of many conductive materials varies with temperature. The resistivity of a PTC material increases as the material temperature increases. Many crystalline polymers that are electrically conductive by dispersing conductive fillers exhibit a PTC effect. These polymers generally include polyolefins such as polyethylene, polypropylene and ethylene / propylene copolymers. Ceramics to which impurities such as barium titanate are added also exhibit PTC properties.

특정값 이하의 온도 즉, 임계 온도 또는 스위칭(Switching) 온도에서 PTC물질은 상대적으로 낮고 일정한 고유저항을 나타낸다. 그러나 PTC물질의 온도가 임계점 이상으로 증가함에 따라 고유저항은 약간의 온도증가에도 급격하게 증가한다.At temperatures below a certain value, that is, at critical or switching temperatures, the PTC material exhibits a relatively low and constant resistivity. However, as the temperature of PTC material increases above the critical point, the resistivity increases rapidly with slight temperature increase.

PTC특성을 나타내는 폴리머 및 세라믹 물질을 사용하는 전기장치는 전기회로의 과전류 방지물로 사용되어 왔다. 전기회로의 정상 작동 조건하에서, 부하물과 PTC장치의 저항은 비교적 적은 전류가 PTC장치를 통과하도록 한다. 따라서 I2R가열에 따른 PTC장치의 온도는 PTC장치의 임계온도 또는 스위칭 온도 이하로 유지된다. PTC장치는 평형 상태가 될 것이다 (즉, 열이 I2R 가열에 의해 생성되는 비율은 장치가 주위로 방열할 수 있는 비율과 같다).Electrical devices using polymer and ceramic materials exhibiting PTC properties have been used as overcurrent protectors in electrical circuits. Under normal operating conditions of the electrical circuit, the resistance of the load and the PTC device allows relatively little current to pass through the PTC device. Therefore, the temperature of the PTC device according to I 2 R heating is maintained below the critical temperature or switching temperature of the PTC device. The PTC device will be in equilibrium (ie the rate at which heat is generated by I 2 R heating is equal to the rate at which the device can radiate to the environment).

만약 부하가 회로를 단락시키거나 회로가 전력 서지(surge)를 겪는다면, PTC장치를 통해 흐르는 전류가 증가하여 PTC장치의(I2R가열에 의한) 온도가 임계 온도까지 급격히 상승한다. 이와같은 순간에, 많은 양의 전력이 PTC장치에서 소실되고 PTC장치는 불안정하게 된다 (즉, PTC장치가 열을 발생시키는 비율은 PTC장치가 그 주위로 방열할 수 있는 비율보다 크다). 이런 전력소실은 오직 아주 짧은 시간(몇분의 1초)동안 발생하지만, 이 때문에 증가한 전력소실은 PTC장치의 저항이 매우 높아 회로의 전류가 상대적으로 낮은 값으로 한정되는 값으로 PTC장치의 온도를 상승시킬 것이다. 이러한 새로운 전류값은 새로운 고온/고저항 평형점에서 PTC장치를 유지시킬 만큼 충분하나, 전기회로 소자를 손상시키지 않는다. 따라서, PTC장치는 퓨즈의 형태로 작용하여, PTC장치가 임계온도범위로 가열될 때 단락회로 부하물을 통과하는 전류를 안전하고 상대적으로 낮은 값으로 감소시킨다. 회로에서 전류를 간섭하거나 단락회로(또는 전력서지)에 응답할 수 있는 조건을 제거하면, PTC장치는 정상 작동과 낮은 저항상태로 임계온도 이하로 냉각될 것이다. 이 효과는 리셋가능한 전기장치의 보호장치이다.If the load shorts the circuit or the circuit experiences a power surge, the current flowing through the PTC device increases and the temperature of the PTC device (by heating I 2 R) rises sharply to the critical temperature. At such a moment, a large amount of power is lost in the PTC device and the PTC device becomes unstable (ie, the rate at which the PTC device generates heat is greater than the rate at which the PTC device can radiate heat around it). This power dissipation only occurs for a very short time (a few minutes), but the increased power dissipation will cause the PTC device to rise to a value where the resistance of the PTC device is very high and the circuit current is limited to a relatively low value. . This new current value is sufficient to maintain the PTC device at the new high / high resistance equilibrium point, but does not damage the electrical circuit elements. Thus, the PTC device acts in the form of a fuse, reducing the current through the short circuit load to a safe and relatively low value when the PTC device is heated to a critical temperature range. If the circuit is removed from conditions that can interfere with current or respond to short circuits (or power surges), the PTC device will cool below its critical temperature in normal operation and low resistance. This effect is a protective device for resettable electrical devices.

특히 유용한 이런 타입의 장치는 일반적으로 한 쌍의 라미너 전극 사이에서 스위칭되는 PTC소자를 포함한다. 이런 타입의 장치를 다른 전기소자에 연결하기 위해, 터미널들은 일반적으로 전극에 납땜된다. 그러나 이런 납땜 공정은 폴리머성 PTC소자의 저항에 불리하게 작용할 수 있다. 또한, 전기 접속이 PTC소자의 반대편에서 일반적으로 발생하기 때문에, 이런 타입의 장치들은 일반적으로 필요한 PC보드의 공간보다 더 많은 공간을 차지한다.Particularly useful devices of this type generally include a PTC element which is switched between a pair of laminator electrodes. To connect this type of device to other electrical components, the terminals are usually soldered to the electrodes. However, this soldering process can adversely affect the resistance of the polymeric PTC device. In addition, since electrical connections generally occur on the opposite side of the PTC element, devices of this type generally occupy more space than is required for the PC board.

발명의 요약Summary of the Invention

PTC장치의 같은면에서 두 전극까지 접속을 이루도록 하는 중요한 장점을 발견했다. 본 발명의 PTC장치를 덮씌우는 구성은 한 전극이 PTC장치의 반대편에 있는 전극에 접속을 이루도록 한다. 더욱이, 본 발명의 전기장치는 PTC소자의 구멍을 통해 도전층을 접속시키기 보다 PTC소자를 도전층으로 감싸므로서 접속을 이루기 때문에, 장치는 PTC 소자 전체를 이용한다. 더욱이, 본 발명에 따른 전기장치를 생산하는데 필요한 제조단계는 많은 스트립이 동시에 제조되도록 하여 궁극적으로 최종 스트립이 다수의 전기장치로 분리된다. 이런 제조공정은 크기 및 본 발명의 전기장치 저항을 감소시키는 것을 가능하게 한다.An important advantage was found in making connections between two electrodes on the same side of a PTC device. The configuration covering the PTC device of the present invention allows one electrode to be connected to an electrode on the opposite side of the PTC device. Moreover, since the electrical apparatus of the present invention makes the connection by wrapping the PTC element in the conductive layer rather than connecting the conductive layer through the hole of the PTC element, the apparatus uses the entire PTC element. Moreover, the manufacturing steps required to produce the electrical device according to the invention allow many strips to be produced simultaneously, ultimately separating the final strip into a plurality of electrical devices. This manufacturing process makes it possible to reduce the size and the electrical resistance of the present invention.

한 관점에서, 본 발명은 중간 부분에 의해 분리된 두 말단부를 각각 갖는 상부면 및 하부면 그리고 제1측부와 제2측부를 갖는 저항소자;In one aspect, the present invention provides a resistance device comprising: an upper surface and a lower surface, each having two end portions separated by an intermediate portion, and a first and second side portions;

저항소자의 상부면과 전기적으로 접속되는 제1전극과 저항소자의 하부면과 전기적으로 접속되는 제2전극;A first electrode electrically connected to the upper surface of the resistance element and a second electrode electrically connected to the lower surface of the resistance element;

제1 및 제2 전극에 접촉하고, 제1 및 제2 접점을 형성하도록 제1 및 제2 전극에서 제거되는 절연층;An insulating layer in contact with the first and second electrodes and removed from the first and second electrodes to form first and second contacts;

절연층에 형성되고 접점에서 제1 및 제2 전극까지 접속되도록 하고, 절연 간극에 의해 절연되는 제1 및 제2 말단부를 형성하도록 제거되는 부분들을 포함하는 전기장치를 제공한다.An electrical device is provided that includes portions formed in the insulating layer and connected to the first and second electrodes at the contacts and removed to form first and second end portions insulated by the insulating gap.

두번째 관점에 있어서, 본 발명은 폴리머 요소와 도전성 충전제 요소로 구성되고, 중간부분에 의해 분리된 상부면과 하부면 그리고 제1측부와 제2측부를 갖는 PTC소자;In a second aspect, the invention is a PTC element comprising a polymer element and a conductive filler element, the PTC element having a top side and a bottom side separated by an intermediate portion and a first side and a second side;

PTC소자의 상부면에 접촉하는 제1전극과 PTC소자의 하부면에 접촉하는 제2전극;A first electrode in contact with the top surface of the PTC device and a second electrode in contact with the bottom surface of the PTC device;

제1전극과 제2전극 그리고 PTC소자의 제1측부와 제2측부에 형성되고, 제1 접점을 한정하도록 PTC소자의 상부면의 일 단부에 인접한 제1전극에서 제거되는 부분과 제2접점을 한정하도록 제1접점 반대편에 있는 PTC소자의 하부면의 단부에 인접한 제2전극에서 제거되는 부분을 갖는 절연층;The first electrode and the second electrode, and the first contact portion and the second contact portion formed on the first side and the second side of the PTC element, and the portion removed from the first electrode adjacent to one end of the upper surface of the PTC element to define the first contact point An insulating layer having a portion removed from the second electrode adjacent the end of the lower surface of the PTC element opposite the first contact to define;

절연층에 형성되고 제1 및 제2 접점에서 제1 및 제2 전극에 접촉하고, 제1 절연 간극을 형성하도록 PTC소자의 상부면 중간부분에 인접한 절연층으로부터 제거되는 제1 부분과 제2 절연 간극을 형성하도록 PTC소자의 하부면 중간부분에 인접한 절연층으로부터 제거되는 제2부분을 갖는 제1도전층; 및First and second insulation formed in the insulating layer and removed from the insulating layer adjacent to the middle portion of the upper surface of the PTC element to contact the first and second electrodes at the first and second contacts and form a first insulating gap. A first conductive layer having a second portion removed from the insulating layer adjacent to the middle portion of the lower surface of the PTC element to form a gap; And

제1도전층에 형성된 제2도전층을 포함하는 전기장치를 제공한다.Provided is an electric device including a second conductive layer formed on the first conductive layer.

본 발명의 세번째 관점은 상부면과 하부면, 상부면에 형성된 제1전극 그리고 하부면에 형성된 제2전극을 갖는 솔리드 라미너 PTC시트를 제공하는 단계;According to a third aspect of the present invention, there is provided a solid laminate PTC sheet having a top surface and a bottom surface, a first electrode formed on the top surface, and a second electrode formed on the bottom surface;

라미너 PTC시트에 사각형인 다수의 스트립을 만드는 단계;Making a plurality of square strips in the laminate PTC sheet;

각각의 접점에서 전극들과 접촉하게 되는 제1도전층으로 라미너 PTC시트의 스트립을 코팅하는 단계;Coating a strip of laminate PTC sheet with a first conductive layer in contact with the electrodes at each contact;

라미너 PTC시트에 있는 각 스트립의 상부면과 하부면상의 제1도전층에 사각형으로 다수의 절연 간극들을 형성하는 단계; 및Forming a plurality of insulating gaps in a rectangle in the first conductive layer on the top and bottom surfaces of each strip in the laminate PTC sheet; And

다수의 전기장치로 라미너 PTC시트의 각 스트립을 분리하는 단계를 포함하는 전기장치를 제조하는 방법을 제공한다.Provided is a method of making an electrical device comprising separating each strip of laminate PTC sheet into a plurality of electrical devices.

본 발명의 마지막 관점은 중간부분에 의해 분리된 단부들을 갖는 상부면과 하부면 그리고 제1 및 제2 측부를 갖는 라미너 PTC소자를 제공하는 단계;A final aspect of the invention provides a laminate PTC device having an upper surface and a lower surface having ends separated by an intermediate portion and first and second sides;

PTC소자의 상부면에 제1전극을 형성시키는 단계;Forming a first electrode on an upper surface of the PTC device;

PTC소자의 하부면에 제2전극을 형성시키는 단계;Forming a second electrode on the lower surface of the PTC device;

절연층으로 PTC소자의 제1 및 제2 전극 그리고 제1 및 제2 측부를 코팅하는 단계;Coating the first and second electrodes and the first and second sides of the PTC device with an insulating layer;

제1접점을 형성하도록 절연층의 제1부분을 제거하는 단계;Removing the first portion of the insulating layer to form a first contact;

제2접점을 형성하도록 절연층의 제2부분을 제거하는 단계;Removing the second portion of the insulating layer to form a second contact;

절연층, 제1접점 및 제2접점에 제1도전층을 도포하는 단계;Applying a first conductive layer to the insulating layer, the first contact point and the second contact point;

절연 간극에 의해 분리된 제1 및 제2 말단부를 형성하도록 제1도전층의 절연부분들을 제거하는 단계; 및Removing the insulating portions of the first conductive layer to form first and second end portions separated by an insulating gap; And

제2도전층을 제1도전층에 도포하는 단계를 포함하는 전기장치를 제조하는 방법을 제공한다.A method of manufacturing an electrical device comprising applying a second conductive layer to a first conductive layer.

본 발명은 아래 상세한 설명과 첨부한 도면을 참조하면 더 잘 이해될 것이다. 도면에 도시된 여러 요소의 크기 및 두께는 본 발명의 전기장치를 보다 분명하게 나타내기 위해 크게 확대되어 있다.The invention will be better understood with reference to the following detailed description and the accompanying drawings. The size and thickness of the various elements shown in the figures have been greatly enlarged to more clearly represent the electrical apparatus of the present invention.

본 발명은 일반적으로 표면실장형 전기회로 보호장치 및 전기회로 보호장치를 제조하는 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention generally relates to surface mounted electrical circuit protection devices and methods of manufacturing electrical circuit protection devices.

도 1은 본 발명에 따른 전기장치의 평면도이다.1 is a plan view of an electrical apparatus according to the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 전기장치 제1실시예의 a-a선에 따른 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line a-a of the first embodiment of the electrical apparatus shown in FIG.

도 3은 도 1에 도시된 전기장치 제2실시예의 a-a선에 따른 단면도이다.3 is a cross-sectional view taken along line a-a of the second embodiment of the electrical apparatus shown in FIG.

도 4는 규정 양식으로 만들어진 다수의 스트립을 갖는 라미너(laminer) PTC시트의 사시도이다.4 is a perspective view of a laminate PTC sheet having a plurality of strips made in a prescribed form.

도 4A는 각 스트립에 만들어진 다수의 파괴점(break point)을 갖는 도 4에 도시된 라미너 PTC시트의 사시도이다.FIG. 4A is a perspective view of the laminate PTC sheet shown in FIG. 4 with multiple break points made on each strip. FIG.

도 5는 도 4에 도시된 다수의 스트립을 갖는 라미너 PTC시트의 부분 확대 사시도이다.5 is a partially enlarged perspective view of a laminate PTC sheet having a plurality of strips shown in FIG.

도 6A-6H는 도 4에 있는 PTC시트의 어느 한 스트립 단면에 적용된 것으로서 본 발명의 전기장치를 제조하는 바람직한 방법의 여러 단계를 도시한 것이다.6A-6H illustrate several steps of a preferred method of manufacturing the electrical device of the present invention as applied to either strip cross section of the PTC sheet in FIG.

도 7은 도 6E에 도시된 장치에서 시작하는 본 발명의 전기장치를 제조하는 바람직한 제2방법의 단계를 도시한 것이다.Figure 7 illustrates the steps of a second preferred method of manufacturing the electrical device of the present invention starting with the device shown in Figure 6E.

도 8은 PC보드에 납땜된 도 1에 있는 장치의 바람직한 실시예의 단면도이다.8 is a cross-sectional view of the preferred embodiment of the device of FIG. 1 soldered to a PC board.

본 발명은 많은 다른 형태의 실시가 가능하지만, 도면에 도시되고 발명의 상세한 설명에서 설명되는 본 명세서는 본 발명의 원리를 예시화한 것으로 이해해야 할 것이다. 예를들어, 본 발명은 상부면과 하부면에 형성된 전극을 갖는 폴리머 PTC소자에 관해서 일반적으로 아래에서 설명될 것이다. 그러나 본 발명이 세라믹 PTC소자, 또는 PTC특성을 나타내지 않는 저항소자를 가진 전기장치를 의도한다는 것을 알 수 있을 것이다.While the invention is capable of many other forms, it should be understood that the specification shown in the drawings and described in the description of the invention is illustrative of the principles of the invention. For example, the present invention will be described generally below with respect to polymer PTC devices having electrodes formed on top and bottom surfaces. However, it will be appreciated that the present invention is intended for ceramic PTC devices, or for electrical devices having resistance devices that do not exhibit PTC properties.

일반적으로, 본 발명의 저항소자는 폴리머 요소 및 도전성 충전제 요소를 포함한 PTC조성물로 구성된다. 폴리머 요소는 단일 폴리머 또는 둘 또는 그 이상의 다른 폴리머 혼합물이 될 수 있다. 폴리머 요소는 최소한 40% 결정체를 갖는 폴리올레핀을 포함할 수 있다. 적절한 폴리머는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부타디엔, 폴리에틸렌, 아크릴레이트, 에틸렌 아크릴산 코폴리머 및 에틸렌 프로필렌 코폴리머를 포함한다. 바람직한 실시예에 있어서, 폴리머 요소는 폴리에틸렌과 말레익 안하이드라이드(maleic anhydride)를 포함한다(이와같은 폴리머는 듀퐁사에서 제조되고 "FusabondTM"상표명으로 판매된다). 도전성 충전제 요소는 조성물이 PTC특성을 나타내는 것을 보장하기에 충분한 양으로 폴리머 요소에 완전히 분산된다. 다른 대안으로, 도전성 충전제는 폴리머에 융합될 수 있다. 일반적으로, 도전성 충전제 요소는 중량당 대략 25-75%로 PTC조성물에 존재하게 된다. 본 발명에 사용될 적절한 도전성 충전제는 니켈, 은, 금, 구리, 은이 도금된 구리, 또는 금속 합금의 분말, 박편 또는 구체를 포함한다. 도전성 충전물은 또한 카본블랙, 탄소 박편 또는 구체, 또는 흑연을 포함할 수 있다. 바람직한 실시예에 있어서, 본 발명에 사용된 도전성 충전물 요소는 카본블랙이다(콜롬비아 케미컬스에 의해 제조되고 "RavenTM"상표명으로 판매됨).Generally, the resistive element of the present invention consists of a PTC composition comprising a polymer element and a conductive filler element. The polymer element may be a single polymer or a mixture of two or more different polymers. The polymeric element may comprise a polyolefin having at least 40% crystals. Suitable polymers include polyethylene, polypropylene, polybutadiene, polyethylene, acrylates, ethylene acrylic acid copolymers and ethylene propylene copolymers. In a preferred embodiment, the polymer element comprises polyethylene and maleic anhydride (such polymers are manufactured by Dupont and sold under the trademark "Fusabond ™ "). The conductive filler element is fully dispersed in the polymer element in an amount sufficient to ensure that the composition exhibits PTC properties. Alternatively, the conductive filler may be fused to the polymer. Generally, conductive filler elements will be present in the PTC composition at approximately 25-75% by weight. Suitable conductive fillers for use in the present invention include powders, flakes or spheres of nickel, silver, gold, copper, silver plated copper, or metal alloys. The conductive filler may also include carbon black, carbon flakes or spheres, or graphite. In a preferred embodiment, the conductive filler element used in the present invention is carbon black (manufactured by Colombia Chemicals and sold under the trademark "Raven ™ ").

특히 유용한 PTC조성물은 대략 25℃에서 10 ohm cm미만의 저항율을 갖고, 바람직하게는 50 ohm cm미만의 저항율을 가지며, 정확하게는 30 ohm cm미만의 저항율을 갖는다. 본 발명에 사용되는 적절한 PTC조성물은 미국 특허 출원 제08/614,038호 및 미국 특허 제4,237,441호, 제4,304,987호, 제4,849,133호, 제4,880,577호 제4,910,389호 및 제5,190,697호에 기술되어 있다.Particularly useful PTC compositions have a resistivity of less than 10 ohm cm at approximately 25 ° C., preferably less than 50 ohm cm, and precisely less than 30 ohm cm. Suitable PTC compositions for use in the present invention are described in US patent applications 08 / 614,038 and US Pat. Nos. 4,237,441, 4,304,987, 4,849,133, 4,880,577,4,910,389, and 5,190,697.

PTC소자는 상부면에 접속되어 있는 제1전극과 하부면에 접속되어 있는 제2전극을 갖는다. 전극은 PTC소자의 상부면과 하부면에 직접 접촉될 수 있지만, 본 발명의 전기장치는 또한 전극과 PTC소자 사이에 놓여있는 도전성 접착 조성물을 포함한다.The PTC element has a first electrode connected to the upper surface and a second electrode connected to the lower surface. While the electrode can be in direct contact with the top and bottom surfaces of the PTC device, the electrical device of the present invention also includes a conductive adhesive composition lying between the electrode and the PTC device.

바람직한 실시예에 있어서, PTC소자는 적층판을 형성하도록 두 금속 호일(foil)전극 사이에 샌드위치된다. 다른 대안으로, 전극들은 종래의 비전해 또는 전해 도금 공정을 이용하여 PTC소자의 상부면과 하부면에 형성될 수 있다. 제1전극과 제2전극은 니켈, 구리, 은, 주석, 금 및 이것들의 합금으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 금속을 포함한다.In a preferred embodiment, the PTC device is sandwiched between two metal foil electrodes to form a laminate. Alternatively, the electrodes can be formed on the top and bottom surfaces of the PTC device using conventional electroless or electroplating processes. The first electrode and the second electrode include a metal selected from the group consisting of nickel, copper, silver, tin, gold and alloys thereof.

도 1 - 3을 참조하면, 본 발명의 전기장치(10)는 상부면(30), 하부면(40), 제1측부(50) 및 제2측부(60)를 갖는 저항소자(20)를 포함한다. 상부면(30)과 하부면(40) 둘 모두는 중간부분(90, 90′)에 의해 분리된 2개의 단부(70, 80과 70′, 80′)를 갖는다. 제1 전극(100)은 저항소자(20)의 상부면(30)에 형성되고 제2전극은 저항소자(20)의 하부면(40)에 형성된다. 앞에서 언급한 바와같이, 바람직하게 저항소자(20)는 폴리머 PTC조성물로 구성된다.1 to 3, the electric device 10 of the present invention includes a resistance element 20 having an upper surface 30, a lower surface 40, a first side portion 50, and a second side portion 60. Include. Both top and bottom surfaces 30 and 40 have two ends 70, 80 and 70 ′, 80 ′ separated by intermediate portions 90, 90 ′. The first electrode 100 is formed on the upper surface 30 of the resistance element 20 and the second electrode is formed on the lower surface 40 of the resistance element 20. As mentioned above, the resistance element 20 is preferably composed of a polymer PTC composition.

절연층(120)은 전극(100,110)과 저항소자(20)의 제1측부(50)와 제2측부(60)에 형성된다. 절연층(120)은 포토레지스트 물질, 유전체 물질, 세라믹 물질, 납 마스크 또는 임의의 절연물질로 구성될 수 있다. 절연층(120)은 제1접점(130)을 한정하도록 제1전극(100)으로부터 제거되는 부분과 제2접점(140)을 한정하도록 제2전극(110)으로부터 제거되는 부분을 갖는다. 도 2-3에 도시된 바람직한 실시예에 있어서, 제1접점(130)은 저항소자(20)의 상부면(30) 단부(70)에 인접하는 반면, 제2접점(140)은 저항소자(20)의 하부면(30) 단부(80′)에 인접한다(즉, 제1 및 제2 접점(130,140)은 전기장치(10)의 반대편과 타단에 위치한다). 이 구성은 바람직하지만, 본 발명은 두 전극이 전기장치의 같은면에 접속될 수 있도록 제공된 제1전극 및 제2전극을 따라 어디든지 위치되는 접점을 갖는 전기장치를 커버한다.The insulating layer 120 is formed on the first side portion 50 and the second side portion 60 of the electrodes 100 and 110 and the resistance element 20. The insulating layer 120 may be composed of a photoresist material, a dielectric material, a ceramic material, a lead mask, or any insulating material. The insulating layer 120 has a portion removed from the first electrode 100 to define the first contact 130 and a portion removed from the second electrode 110 to define the second contact 140. In the preferred embodiment shown in FIGS. 2-3, the first contact 130 is adjacent the end 70 of the upper surface 30 of the resistive element 20, while the second contact 140 is a resistive element ( Adjacent to the end 80 ′ of the lower surface 30 of 20 (ie, the first and second contacts 130, 140 are located opposite and the other end of the electrical device 10). Although this configuration is preferred, the present invention covers an electrical device having contacts positioned anywhere along the first and second electrodes provided such that the two electrodes can be connected to the same side of the electrical device.

제1도전층(150)은 절연층(120)에 형성되고 제1 및 제2 접점(130,140)에서 제1 및 제2전극(100,110)과 접속되게 한다. 도전층(150)은 어떤 도전물질에 포함될 수 있지만, 바람직하게는 구리, 주석, 은, 니켈, 금 및 이것들의 합금으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 금속을 포함한다. 제1도전층이 전기장치의 측부를 덮씌우는 것이 중요하다. 이렇게 덮씌우는 구성은 접속이 전기 장치의 같은면에서 두 전극까지 이루어지도록 한다.The first conductive layer 150 is formed on the insulating layer 120 and is connected to the first and second electrodes 100 and 110 at the first and second contacts 130 and 140. The conductive layer 150 may be included in any conductive material, but preferably includes a metal selected from the group consisting of copper, tin, silver, nickel, gold, and alloys thereof. It is important that the first conductive layer covers the side of the electrical device. This covering arrangement allows the connection to be made up to two electrodes on the same side of the electrical device.

제1도전층(150)은 말단부(155,156)를 형성하도록 절연층(120)으로부터 제거된 부분들을 갖는다. 각각의 말단부는 접점을 포함한다. 말단부(155,156)는 절연 간극(160,170)에 의해 분리된다. 도 2-3은 전기장치(10)를 도시하고 있으며, 여기서 절연 간극(160,170)은 저항소자(20)의 상부면(30)과 하부면(40)의 중간부분(90,90′) 부근에 형성된다. 그러나, 절연간극이 접점을 포함하는 각각의 말단부와 말단부(155,156)를 분리시키는 한 절연간극(160,170)이 제1도전층(150) 어디든지 형성될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이런 구성은 전류가 전기장치 둘레로 환상적으로 흐르는 것을 방지한다. 대신에, 전류는 전기장치의 단부에서 말단부를 거쳐 제1접점으로 또는 저항소자를 통해 전기장치의 반대편에 형성된 제2접점으로 흐를 수 있다.The first conductive layer 150 has portions removed from the insulating layer 120 to form end portions 155 and 156. Each distal end includes a contact. The distal ends 155, 156 are separated by insulating gaps 160, 170. 2-3 show the electrical device 10, where the insulation gaps 160, 170 are located near the middle portions 90, 90 ′ of the upper surface 30 and the lower surface 40 of the resistance element 20. Is formed. However, it will be appreciated that insulation gaps 160 and 170 can be formed anywhere in the first conductive layer 150 as long as the insulation gap separates each end portion and the end portions 155 and 156 including the contact. This configuration prevents the current from flowing circumferentially around the electrical device. Instead, current can flow from the end of the electrical device to the first contact via the distal end or through a resistance element to a second contact formed opposite the electrical device.

절연간극(160,170)은 종래의 에칭공정에 의해 형성될 수 있다. 도 2-3에 있어서, 절연간극(160,170)은 공간이 되어 절연층(120)을 노출시킨다. 다른 대안으로, 절연 간극(160,170)은 어느 절연물질로도 충전될 수 있다.The insulating gaps 160 and 170 may be formed by a conventional etching process. 2-3, the insulating gaps 160 and 170 become spaces to expose the insulating layer 120. Alternatively, the insulation gaps 160 and 170 may be filled with any insulation material.

도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 제2도전층(180)은 제1도전층(150)에 형성된다. 제2도전층은 절연물질 또는 절연간극(160,170)을 충전할 수 있는 어떠한 절연물질도 가교(bridge)하지 않는다. 제2도전층(180)은 장치가 PC보드의 도전 터미널에 쉽게 연결되도록 하는 납 조성물이다. 제1도전층(150)과 제2도전층(180)을 완전히 코팅하므로서, 바람직한 실시예의 전기장치(10)는 대칭적이다. 따라서, 전기장치(10)는 그것이 PC보드에 설치되기 전에 또는 추가의 전기소자에 연결되기 전에 특별한 방법으로 배향되는 것을 필요로 하지 않는다. 그러나 본 발명은 제2도전층(180)이 오직 제1도전층(150)의 일부에 접촉하거나 또는 장치 즉 비대칭 장치의 한 측부에서 제1 도전층과 접촉상태에 있는 전기장치(10)를 커버한다는 것을 이해할 수 있을 것이다.Referring to FIG. 3, in a preferred embodiment of the present invention, the second conductive layer 180 is formed on the first conductive layer 150. The second conductive layer does not bridge the insulating material or any insulating material that can fill the insulating gaps 160 and 170. The second conductive layer 180 is a lead composition that allows the device to be easily connected to the conductive terminal of the PC board. By completely coating the first conductive layer 150 and the second conductive layer 180, the electrical device 10 of the preferred embodiment is symmetrical. Thus, the electrical device 10 does not need to be oriented in a special way before it is installed on the PC board or before it is connected to additional electrical elements. However, the present invention covers the electrical device 10 in which the second conductive layer 180 contacts only part of the first conductive layer 150 or is in contact with the first conductive layer on one side of the device, i.e., the asymmetric device. You will understand.

본 발명의 전기장치는 대략 25℃에서 10 ohm미만, 바람직하게는 0.5 ohm미만, 정확하게는 0.2 ohm미만의 저항을 갖는다.The electrical device of the present invention has a resistance of less than 10 ohms, preferably less than 0.5 ohms and precisely less than 0.2 ohms at approximately 25 ° C.

본 발명의 전기장치는 여러 방법으로 제조될 수 있다. 그러나, 도 4에 도시된 바와같이, 바람직한 방법은 다수의 스트립(186, 186′, 186″등)을 포함하는 상대적으로 큰 라미너 시트(185)에서 제조공정 단계들을 수행하는 것을 제공한다. 최종 공정 단계는 다수의 전기장치로 스트립을 분리하는 단계를 포함한다. 따라서, 낮은 저항을 가진 아주 작은 전기장치는 경제적인 방법으로 생산될 수 있다.The electrical device of the present invention can be manufactured in several ways. However, as shown in FIG. 4, the preferred method provides for performing manufacturing process steps on a relatively large laminate sheet 185 that includes multiple strips 186, 186 ′, 186 ″, and the like. The final process step involves separating the strip into a plurality of electrical devices. Thus, very small electrical devices with low resistance can be produced in an economical way.

바람직한 방법에 있어서, 전극은 알맞은 크기의 솔리드 라미너 PTC시트의 상부면과 하부면에 형성된다. 앞에서 언급한 바와같이, 바람직하게 PTC시트는 두 금속 호일 전극 사이에 적층된다. 다른 대안으로, 전극은 종래의 전해 또는 비전해 도금 공정을 이용하여 PTC시트의 상부면과 하부면에 직접 도금될 수 있다. 도 4를 참조하면, 종단 라미너 PTC시트는 다수의 스트립(186, 186′,186″등)을 만들도록 펀칭 또는 루팅(routing)된다. 스트립은 사각형으로 이루어지고 바람직하게 대략 최종 전기장치의 폭(w)과 소정의 길이를 갖는다. 예를들어 대략 6인치 폭×8인치 길이×0.150인치 두께의 라미너 PTC시트는 다수의 스트립(186, 186′,186″등)을 만들도록 루팅되거나 펀칭될 수 있다. 대략 7인치의 길이와 대략 0.160-0.180인치의 폭 또는 그 이하의 스트립을 만들도록 루팅되거나 펀칭될 수 있다. 각 스트립의 상부면과 하부면은 제1전극(100)과 제2전극(110)으로 구성된다. 각 스트립의 측부면은 루팅 또는 펀칭 공정에 따라 PTC소자(20)로 구성된다.In a preferred method, an electrode is formed on the top and bottom surfaces of a solid laminate PTC sheet of a suitable size. As mentioned above, the PTC sheet is preferably laminated between two metal foil electrodes. Alternatively, the electrodes can be plated directly onto the top and bottom surfaces of the PTC sheet using conventional electrolytic or non-electrolytic plating processes. With reference to FIG. 4, the terminal laminate PTC sheet is punched or routed to make a plurality of strips (186, 186 ′, 186 ″, etc.). The strip is of rectangular shape and preferably has approximately the width w and the predetermined length of the final electrical device. For example, a laminate PTC sheet approximately 6 inches wide by 8 inches long by 0.150 inches thick may be routed or punched to make multiple strips (186, 186 ', 186 ", etc.). It can be routed or punched to make a strip about 7 inches long and about 0.160-0.180 inches wide or less. The top and bottom surfaces of each strip are composed of a first electrode 100 and a second electrode 110. The side surface of each strip is composed of PTC elements 20 according to a routing or punching process.

적층된 PTC시트가 루팅된 후, 다수의 파괴점(187, 187', 187" .... 187a, 187a', 187a" ....187b, 187b', 187b" ... 등)은 각각의 스트립을 가로질러 수평적으로 만들어진다. 파괴점은 최종 스트립이 각각의 파괴점에서 최소 압력을 가하므로서 다수의 전기장치로 분할되게 한다. 따라서, 최종 스트립은 한 변부 위에 스트립을 구부리거나 단순히 이동시키므로서 다수의 전기장치로 효율적으로 분할될 수 있다. 실험은 파괴점이 없는 것으로 표시되었고, (아래에서 상세하게 설명되는) 도전층은 도포한 후 종래의 절단 기술로 스트립들을 전기장치로 분할하는 경향이 있다. 도포된 도전층은 전기장치를 불완전하게 하며 회로 단락의 가능성을 증가시킨다.After the laminated PTC sheet is routed, a number of break points (187, 187 ', 187 ".... 187a, 187a', 187a" .... 187b, 187b ', 187b "... etc.) are respectively The break point causes the final strip to be split into multiple electrical devices with minimal pressure at each break point, so that the final strip bends or simply moves the strip over one edge. The experiments have been shown to be devoid of breakpoints, and the conductive layer (described in detail below) has a tendency to split the strips into electrical devices after application by conventional cutting techniques. The applied conductive layer renders the electrical device incomplete and increases the possibility of short circuit.

일반적으로, 파괴점은 각 스트립의 상부면 및 하부면 둘 모두에서 전극 부분들을 제거하므로서 만들어진다. 이것은 건식필름 포토레지스트 물질로 도 4에 도시된 루팅되고 종단된 PTC 시트를 적층하므로서 완성될 수 있다. 마스킹 물질은 현상되고 경화될 수 있는 포토레지스트 물질의 전극 부분들 위에 놓여지므로서, 각 스트립을 수평으로 가로질러 스트레칭하는 대략 5 밀(mils) 두께인 다수의 비마스킹 구역을 제거한다. 바람직하게, 비마스킹 구역은 PTC 조성물이 노출되는 방향과 같은 방향에서 루팅되고 종단된 라미너 PTC 시트에 형성된다. PTC조성물의 폴리머 사슬이 압출방향으로 세장되기 때문에, PTC 시트의 취성은 이방성이 된다. 즉, PTC시트는 그것이 압출에 평행한 방향에 있을 때보다 한 방향(즉 압출 방향에 수직한 방향)에서 더 강하다. 따라서, 압출 방향에 평행한 파괴점을 만듦으로서, 최종 스트립은 다수의 전기장치로 쉽게 분리될 수 있다.Generally, the break point is made by removing the electrode portions on both the top and bottom surfaces of each strip. This can be accomplished by laminating the routed, terminated PTC sheet shown in FIG. 4 with a dry film photoresist material. The masking material is placed over electrode portions of the photoresist material that can be developed and cured, thereby eliminating multiple non-masking areas that are approximately 5 mils thick stretching across each strip horizontally. Preferably, the non-masking zone is formed in the laminated PTC sheet routed and terminated in the same direction as the PTC composition is exposed. Since the polymer chain of the PTC composition is elongated in the extrusion direction, the brittleness of the PTC sheet becomes anisotropic. That is, the PTC sheet is stronger in one direction (ie, the direction perpendicular to the extrusion direction) than when it is in the direction parallel to the extrusion. Thus, by making breakpoints parallel to the extrusion direction, the final strip can be easily separated into multiple electrical devices.

비마스킹 구역은 최종 전기장치의 소정 폭 즉 0.100-0.150인치 또는 그 이하로 대략 같은 칫수를 가진 다수의 마스킹된 부분에서 떨어지도록 만들어진다. 스트립은 그후 자외선에 노출되므로서 포토레지스트 물질의 비마스킹 구역이 분리된다. 분리된 포토레지스트 물질은 전극 표면의 부분들을 노출시키기 위해 헹구어진다. 전극의 노출 부분들이 그후 종래의 에칭공정(즉, 노출된 전극표면을 염화 제2철 용액에 담그는 공정)에 의해 제거되어, 다수의 파괴점을 만든다. 결국, 현상된 또는 경화된 건식필름 포토레지스트 물질은 수산화 칼륨과 같은 용제에 PTC시트를 담금으로서 화학적으로 제거된다.The non-masking zone is made to fall from a number of masked portions with approximately the same dimensions, a predetermined width, or 0.100-0.150 inches or less, of the final electrical device. The strip is then exposed to ultraviolet light so that the non-masking zone of the photoresist material is separated. The separated photoresist material is rinsed to expose portions of the electrode surface. The exposed portions of the electrode are then removed by a conventional etching process (ie, dipping the exposed electrode surface in a ferric chloride solution), creating a number of breakpoints. Eventually, the developed or cured dry film photoresist material is chemically removed by immersing the PTC sheet in a solvent such as potassium hydroxide.

도 5는 라미너 PTC시트의 다수 스트립의 부분 확대 단면도를 도시하고 있다. 여러 공정 단계들은 파괴점이 루팅된 PTC시트에 형성된 후 수행될 것이지만, 여러 공정 단계들은 단일 스트립(도 6A-6H 및 7A-7D에 도시된)의 단면도를 참조하여 논의될 것이다.5 shows a partially enlarged cross-sectional view of multiple strips of a laminate PTC sheet. Several process steps will be performed after the break point is formed in the rooted PTC sheet, but various process steps will be discussed with reference to the cross-sectional views of a single strip (shown in FIGS. 6A-6H and 7A-7D).

파괴점이 루팅되고 종단된 라미너 PTC시트의 각 스트립에 만들어진 후(도 6A), 라미너 PTC시트의 스트립은 절연층(120)으로 코팅된다(도 6B). 절연층(120)은 아래 종래의 기술; 브러싱(brushing), 라미네이팅(laminating), 딥핑(dipping), 스크린 프린팅(screen printing) 또는 스프레잉(spraying)중 어느 하나를 이용하여 도포될 수 있다. 절연층(120)은 어떤 절연 물질을 포함할 수 있으나, 바람직한 물질은 포토레지스트 물질, 세라믹 물질, 유전체, 또는 납 마스크를 포함한다.After a break point is made in each strip of routed and terminated laminate PTC sheet (FIG. 6A), the strip of laminate PTC sheet is coated with insulating layer 120 (FIG. 6B). Insulating layer 120 is a conventional technique below; It may be applied using any one of brushing, laminating, dipping, screen printing or spraying. The insulating layer 120 may comprise any insulating material, but a preferred material includes a photoresist material, a ceramic material, a dielectric, or a lead mask.

다수의 접점(130,140)은 각 스트립의 상부면과 하부면에서 사각형으로 형성된다. 본 발명은 절연층(120)이 접점(130,140)을 만들도록 초기에 노출된 전극(100,110)의 부분들을 제거한 스트립에 도포되는 방법을 포함한다는 것을 알 수 있을 것이다(도 6C-6D). 더욱이, 본 발명은 절연층(120)이 각 스트립의 표면 전체에 초기에 도포되는 방법을 포함한다. 접점(130,140)은 그후 절연층(120)의 부분들을 제거하므로서 형성된다. 예를들어, 도 6B-6D를 참조하면, 정으로 작용하는 포토레지스트 물질은 절연층(120)으로 사용된다. 도 6C에서 M으로 표시한 마스크는 각 스트립의 표면에 현상되거나 경화될 수 있어, 비마스킹 접점(130,140) (도 6C에서 절연층 중 사선으로 표시된 부분)을 형성하는 포토레지스트 물질의 부분들을 제거한다. 스트립은 그 후 자외선에 노출되므로서 포토레지스트 물질중 비마스킹 부분들이 분리된다. 분리된 포토레지스트 물질은 전극 표면을 노출시키기 위해 헹구어져 각 스트립의 상부면 및 하부면에 다수의 접점을 형성한다(도 6D). 이런 공정은 부의 포토레지스트 물질을 사용하여 반대로 될 수 있다(즉, 비마스킹 부분들이 자외선에 노출되어 현상되거나 경화된다).The plurality of contacts 130 and 140 are formed in a quadrangle at the top and bottom surfaces of each strip. It will be appreciated that the present invention includes a method in which the insulating layer 120 is applied to a strip from which portions of the electrodes 100, 110 that were initially exposed to make the contacts 130, 140 are applied (FIGS. 6C-6D). Moreover, the present invention includes a method in which insulating layer 120 is initially applied to the entire surface of each strip. Contacts 130 and 140 are then formed by removing portions of insulating layer 120. For example, referring to FIGS. 6B-6D, a photoresist material acting as a positive is used as the insulating layer 120. The mask, denoted M in FIG. 6C, can be developed or cured on the surface of each strip, removing portions of the photoresist material forming non-masking contacts 130,140 (indicated by diagonal lines in the insulating layer in FIG. 6C). . The strip is then exposed to ultraviolet light to separate the nonmasked portions of the photoresist material. The separated photoresist material is rinsed to expose the electrode surface to form a number of contacts on the top and bottom surfaces of each strip (FIG. 6D). This process can be reversed using negative photoresist material (ie, the non-masked portions are developed or cured by exposure to ultraviolet light).

다수의 접점(130,140)이 형성된 후, 제1 도전층(150)이 스트립에 도포된다(도 6E). 제1 도전층(150)은 종래의 도금기술(즉, 비전해 도금)에 의해 도포될 수 있다. 다른 대안으로, 도전층은 액체폼에 있는 스트립에 도전물질을 딥핑, 스프레잉 또는 브러싱하므로서 도포될 수 있다. 바람직한 실시예에 있어서, 제1도전층(150)은 니켈, 구리, 주석, 은, 금 또는 이들의 합금으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 금속을 포함한다. 제1 도전층(150)은 스트립에 형성된 각각의 접점에서 전극(100,110)과 접속되어야 한다.After a number of contacts 130 and 140 are formed, a first conductive layer 150 is applied to the strip (FIG. 6E). The first conductive layer 150 may be applied by conventional plating techniques (ie, electroless plating). Alternatively, the conductive layer may be applied by dipping, spraying or brushing the conductive material onto the strip in the liquid foam. In a preferred embodiment, the first conductive layer 150 comprises a metal selected from the group consisting of nickel, copper, tin, silver, gold or alloys thereof. The first conductive layer 150 should be connected to the electrodes 100 and 110 at respective contacts formed in the strip.

도 2-3 및 도 6E에 도시된 바와같이, 제1 도전층(150)은 전기장치(10)의 단부를 덮씌운다. 이렇게 덮씌우는 구성은 전기장치가 동일 측부에서 두 전극까지 접속되도록 하는 것을 가능하게 한다.As shown in FIGS. 2-3 and 6E, the first conductive layer 150 covers the end of the electrical device 10. This covering configuration makes it possible for the electrical device to be connected to two electrodes on the same side.

다음 단계에서, 다수의 절연 간극(160,170)은 각 스트립의 상부면 및 하부면에서 사각형으로 제1도전층(150)에 형성된다(도 6F-6G). 절연간극(160, 170)은 노출된 절연층(120)의 부분들을 제거하는 방법으로 초기에 제1도전층(150)을 도포하므로서 형성될 수 있다. 그러나, 본 발명은 또한 각 스트립이 제1도전층(150)이 완전히 커버되고 절연간극이 각 스트립의 상부면 및 하부면에서 사각형으로 제1도전층(150)의 부분들을 제거하므로서 만들어지는 방법을 커버한다. 또한 공정은 절연간극(160, 170)에 의해 분리된 다수의 제1 및 제2 말단부(155,156)를 각 스트립에 형성하게 된다.In a next step, a plurality of insulating gaps 160 and 170 are formed in the first conductive layer 150 in a quadrangular shape at the top and bottom surfaces of each strip (FIGS. 6F-6G). The insulating gaps 160 and 170 may be formed by initially applying the first conductive layer 150 by removing portions of the exposed insulating layer 120. However, the present invention also relates to a method in which each strip is made by completely covering the first conductive layer 150 and insulating gaps removing portions of the first conductive layer 150 in a square at the top and bottom surfaces of each strip. Cover it. The process also forms a plurality of first and second end portions 155, 156 in each strip separated by insulating gaps 160, 170.

예를들어, 도 6E-6G를 참조하면, 도 6F에서 M으로 표시한 보호 마스크는 도전층(150)에 도포되어 미리 결정된 부분을 노출시키므로서 제거한다(노출 부분들은 도 6F에서 도전층(150)의 사선 부분으로 표시된다).For example, referring to Figures 6E-6G, the protective mask, denoted M in Figure 6F, is applied to conductive layer 150 and removed by exposing a predetermined portion (exposed portions conductive layer 150 in Figure 6F). Is indicated by the diagonal line).

다른 대안으로, 절연 간극(160, 170)과 말단부(155, 156)는 아래 방법에 의해 형성될 수 있다. 제1도전층(150)이 각 스트립에 도포되어, 절연층(120)과 접점(130, 140)을 코팅한다(도 6E). 도 7A - 7D를 참조하면, 포토레지스트 물질은 도전층(150)에 도포된다. 만약 포토레지스트 물질(190)이 절연층(120)을 형성하기 위해 사용된다면, 이 단계에서 사용된 제2 포토레지스트 물질(190)은 자외선에 정반대의 반작용을 가져야 한다(즉, 만약 부로 작용하는 포토레지스트 물질이 절연층을 형성하도록 사용된다면, 정으로 작용하는 포토레지스트 물질은 도전층 등에서 절연간극을 형성하도록 사용되어야 한다). 도 7B에서 M으로 표시한 마스킹 물질은 외부 포토레지스트 층(190)에 도포되어, 사각형으로 노출된 외부 포토레지스트 층(190)의 상부면과 하부면의 다수 부분들을 제거한다. 스트립들을 그후 자외선에 노출시켜, 외부 포토레지스트 층(190)중 비마스킹 부분들이 분리되도록 한다. 포토레지스트 물질(190)의 분리 부분들을 헹굼으로서, 각 스트립의 상부면과 하부면에서 사각형으로 노출된 제1 도전층(150)의 다수 부분들을 제거한다(도 7C). 도전층(150)의 노출부분(도 7C에서 도전층의 부분들 사선으로 표시함)은 그후 표준 에칭 용액에 스트립을 담금으로서 제거된다. 그 결과, 절연층(120)의 부분들이 노출된다. 외부 포토레지스트 물질(190)은 그후 자외선에 스트립을 더 노출시키므로서 제거된다(도 7D). 절연층(120)의 부분들이 이 단계 동안 노출되기 때문에, 절연층(120)을 형성하기 위해 사용될 수 있었던 포토레지스트 물질보다 자외선에 정반대의 반작용을 갖는 포토레지스트 물질(190)을 사용하는 것이 중요하다.Alternatively, insulating gaps 160 and 170 and distal ends 155 and 156 may be formed by the following method. A first conductive layer 150 is applied to each strip to coat the insulating layer 120 and the contacts 130, 140 (FIG. 6E). 7A-7D, a photoresist material is applied to the conductive layer 150. If the photoresist material 190 is used to form the insulating layer 120, the second photoresist material 190 used in this step should have the opposite reaction to ultraviolet radiation (i.e. if a negatively acting photo If a resist material is used to form the insulating layer, a photoresist material serving as a positive should be used to form an insulating gap in the conductive layer or the like). The masking material, denoted M in FIG. 7B, is applied to the outer photoresist layer 190 to remove multiple portions of the top and bottom surfaces of the outer photoresist layer 190 that are exposed in a rectangle. The strips are then exposed to ultraviolet light so that the nonmasked portions of the outer photoresist layer 190 are separated. By rinsing the separate portions of the photoresist material 190, a plurality of portions of the first conductive layer 150 exposed in a square at the top and bottom surfaces of each strip are removed (FIG. 7C). The exposed portion of the conductive layer 150 (indicated by the diagonal lines of the conductive layer in FIG. 7C) is then removed by dipping the strip in a standard etching solution. As a result, portions of the insulating layer 120 are exposed. The outer photoresist material 190 is then removed by further exposing the strip to ultraviolet light (FIG. 7D). Since portions of insulating layer 120 are exposed during this step, it is important to use photoresist material 190 that has the opposite reaction to ultraviolet radiation than photoresist material that could be used to form insulating layer 120. .

(1) 스트립의 전체면에 도전층을 도포하고 그후 도전층의 부분들을 제거하는 공정 또는 (2) 노출된 절연층의 부분들을 제거하는 방법으로 도전층을 도포하는 공정 중 어느 한 공정의 결과로서, 제1 및 제2 말단부(155, 156)가 형성된다(도 6G).As a result of any of the steps of (1) applying the conductive layer to the entire surface of the strip and then removing portions of the conductive layer or (2) applying the conductive layer by removing portions of the exposed insulating layer. , First and second distal ends 155, 156 are formed (FIG. 6G).

도 3 및 도 6H에 도시된 바람직한 실시예에 있어서, 제2도전층(180)은 제1 도전층(150)에 도포된다. 제2도전층(180)은 납 조성물을 바람직하게 포함하고 전해 도금 또는 납 딥핑(dipping)을 포함하는 종래의 어느 한 공정에 의해 도포될 수 있다. 납층은 본 발명의 전기장치(10)가 PC보드의 도전 터미널에 쉽게 연결되게 한다.In the preferred embodiment shown in FIGS. 3 and 6H, the second conductive layer 180 is applied to the first conductive layer 150. The second conductive layer 180 preferably includes a lead composition and may be applied by any conventional process including electroplating or lead dipping. The lead layer allows the electrical device 10 of the present invention to be easily connected to the conductive terminal of the PC board.

최종 단계에서, 스트립은 다수의 전기장치로 각 파괴점에서 분리되므로서 각 장치는 두 측부(즉 상부와 하부)상의 접점과 절연 간극을 갖는다. 앞에서 언급한 바와같이, 스트립은 각 파괴점에 최소의 압력을 간단하게 가하므로서 다수의 전기장치로 분리될 수 있다.In the final stage, the strip is separated at each breakpoint by a number of electrical devices, so that each device has an insulation gap and contacts on two sides (ie top and bottom). As mentioned earlier, the strip can be separated into multiple electrical devices simply by applying minimal pressure to each breakpoint.

도 8을 참조하면, 화살표는 장치를 통과하는 전류의 흐름을 나타낸다. 말단부는 전류가 PC보드의 도전 터미널에서 장치의 외측변부 둘레로(제1말단부를 거쳐), 제1접점의 제1전극으로 흐르도록 한다. 전류는 그 후 PTC소자를 통해 제2전극으로 흐른다. 전류는 제2 말단부의 접점을 통해 장치에서 나와 계속해서 회로의 나머지 부분들을 통과한다.Referring to FIG. 8, the arrow indicates the flow of current through the device. The distal end allows current to flow from the conductive terminal of the PC board around the outer edge of the device (via the first end) to the first electrode of the first contact. The current then flows through the PTC element to the second electrode. The current exits the device through the contact of the second end and continues through the rest of the circuit.

Claims (42)

중간 부분에 의해 분리된 두 말단부를 각각 갖는 상부면 및 하부면 그리고 제1측부와 제2측부를 갖는 저항소자;A resistance element having an upper surface and a lower surface, each having two end portions separated by an intermediate portion and a first side portion and a second side portion; 저항소자의 상부면과 접속 상태인 제1 전극과 저항소자의 하부면과 접속 상태인 제2전극;A first electrode connected to an upper surface of the resistive element and a second electrode connected to a lower surface of the resistive element; 제1 및 제2 전극에 접촉하고, 제1 및 제2 접점을 형성하도록 제1 및 제2 전극에서 제거되는 절연층;An insulating layer in contact with the first and second electrodes and removed from the first and second electrodes to form first and second contacts; 절연층에 형성되고 접점에서 제1 및 제2 전극에 접속되도록 하고, 절연 간극에 의해 절연된 제1 및 제2 말단부를 형성하도록 제거되는 절연부분들을 갖는 도전층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기장치.An electrical device comprising a conductive layer formed in the insulating layer, the conductive layer having insulating portions that are connected to the first and second electrodes at the contacts and removed to form the first and second end portions insulated by the insulating gap. . 제1항에 있어서, 저항소자는 PTC 특성을 나타내는 것을 특징으로 하는 전기장치.The electrical device of claim 1 wherein the resistance element exhibits PTC characteristics. 제2항에 있어서, 저항소자는 도전성 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기장치.3. The electrical device of claim 2 wherein the resistive element comprises a conductive polymer. 제1항에 있어서, 제2도전층은 제1 및 제2 말단부에 형성되는 것을 특징으로 하는 전기장치.2. The electrical device of claim 1 wherein the second conductive layer is formed at the first and second end portions. 제1항에 있어서, 제1접점은 저항소자의 상부면의 단부에 인접하고 제2접점은 제1접점의 반대편 저항소자의 하부면 단부에 인접하는 것을 특징으로 하는 전기장치.2. The electrical device of claim 1 wherein the first contact is adjacent to an end of the upper surface of the resistive element and the second contact is adjacent to an end of the lower surface of the resistive element opposite the first contact. 제1항에 있어서, 제1절연 간극은 저항소자의 상부면 중간부분에 인접하고 제2절연 간극은 저항소자의 하부면 중간부분에 인접한 것을 특징으로 하는 전기장치.The electrical device of claim 1, wherein the first insulating gap is adjacent to the middle portion of the upper surface of the resistor element and the second insulating gap is adjacent to the middle portion of the lower surface of the resistor element. 제1항에 있어서, 제1도전층은 주석, 은, 구리, 니켈, 금 또는 이것들의 합금으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기장치.2. The electrical device of claim 1 wherein the first conductive layer comprises a metal selected from the group consisting of tin, silver, copper, nickel, gold or alloys thereof. 제4항에 있어서, 제2도전층은 납을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기장치.The electrical device of claim 4 wherein the second conductive layer comprises lead. 제1항에 있어서, 절연층은 포토레지스트, 전해성, 세라믹 마스크로 구성되는 그룹으로부터 선택된 물질인 것을 특징으로 하는 전기장치.The electrical device of claim 1 wherein the insulating layer is a material selected from the group consisting of photoresist, electrolytic, and ceramic mask. 폴리머 요소와 도전성 충전제 요소로 구성되고, 중간부분에 의해 분리된 한 쌍의 단부를 각각 갖는 상부면과 하부면 그리고 제1측부와 제2측부를 갖는 PTC소자;A PTC element composed of a polymer element and a conductive filler element, each having a top side and a bottom side and a first side and a second side, each having a pair of ends separated by an intermediate portion; PTC소자의 상부면에 접촉하는 제1전극과 PTC소자의 하부면에 접촉하는 제2전극;A first electrode in contact with the top surface of the PTC device and a second electrode in contact with the bottom surface of the PTC device; 제1전극과 제2전극 그리고 PTC소자의 제1측부와 제2측부에 형성되고, 제1접점을 한정하도록 PTC소자의 상부면의 일 단부에 인접한 제1전극에서 제거되는 부분과 제2접점을 한정하도록 제1접점 반대편에 있는 PTC소자의 하부면의 단부에 인접한 제2전극에서 제거되는 부분을 갖는 절연층;Forming a first electrode, a second electrode, and a first contact portion and a second contact portion formed on the first side portion and the second side portion of the PTC element and removed from the first electrode adjacent to one end of the upper surface of the PTC element to define the first contact point. An insulating layer having a portion removed from the second electrode adjacent the end of the lower surface of the PTC element opposite the first contact to define; 절연층에 형성되고 제1 및 제2 접점에서 제1 및 제2 전극에 접촉하고, 제1 절연 간극을 형성하도록 PTC소자의 상부면 중간부분에 인접한 절연층으로부터 제거되는 제1부분과 제2절연 간극을 형성하도록 PTC소자의 하부면 중간부분에 인접한 절연층으로부터 제거되는 제2부분을 갖는 제1도전층; 및First and second insulation formed in the insulating layer and removed from the insulating layer adjacent to the middle portion of the upper surface of the PTC element to contact the first and second electrodes at the first and second contacts and form a first insulating gap. A first conductive layer having a second portion removed from the insulating layer adjacent to the middle portion of the lower surface of the PTC element to form a gap; And 제1도전층에 형성된 제2도전층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기장치.And a second conductive layer formed on the first conductive layer. 제10항에 있어서, 장치는 대략 25℃에서 1 ohm미만의 저항을 갖는 것을 특징으로 하는 전기장치.The electrical device of claim 10, wherein the device has a resistance of less than 1 ohm at approximately 25 ° C. 12. 제10항에 있어서, 장치는 대략 25℃에서 3 ohm cm미만의 저항율을 갖는 것을 특징으로 하는 전기장치.The electrical device of claim 10 wherein the device has a resistivity of less than 3 ohm cm at approximately 25 ° C. 제10항에 있어서, 제1 및 제2 전극은 니켈, 구리, 은, 주석, 금 및 이것들의 합금으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 금속인 것을 특징으로 하는 전기장치.11. The electrical device of claim 10 wherein the first and second electrodes are metals selected from the group consisting of nickel, copper, silver, tin, gold and alloys thereof. 제10항에 있어서, 절연층은 포토레지스트, 전해, 세라믹 마스크로 구성되는 그룹으로부터 선택된 물질인 것을 특징으로 하는 전기장치.11. The electrical device of claim 10 wherein the insulating layer is a material selected from the group consisting of photoresist, electrolytic, and ceramic mask. 제10항에 있어서, 제1도전층은 니켈, 구리, 은, 주석, 금 및 이것들의 합금으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 금속인 것을 특징으로 하는 전기장치.11. The electrical device of claim 10 wherein the first conductive layer is a metal selected from the group consisting of nickel, copper, silver, tin, gold and alloys thereof. 제10항에 있어서, 제2도전층은 제1도전층에 접촉하고 완전히 커버하는 것을 특징으로 하는 전기장치.11. The electrical device of claim 10 wherein the second conductive layer contacts and completely covers the first conductive layer. 제10항에 있어서, 제2도전층은 납을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기장치.The electrical device of claim 10 wherein the second conductive layer comprises lead. 상부면과 하부면, 상부면에 형성된 제1전극 그리고 하부면에 형성된 제2전극을 갖는 솔리드 라미너 PTC시트를 제공하는 단계;Providing a solid laminate PTC sheet having an upper surface and a lower surface, a first electrode formed on the upper surface, and a second electrode formed on the lower surface; 라미너 PTC시트에서 사각형인 다수의 스트립을 만드는 단계;Making a plurality of square strips in the laminate PTC sheet; 각각의 접점에서 전극들과 접촉하게 되는 제1도전층으로 라미너 PTC시트의 스트립을 코팅하는 단계;Coating a strip of laminate PTC sheet with a first conductive layer in contact with the electrodes at each contact; 라미너 PTC시트에 있는 각 스트립의 상부면과 하부면상의 제1도전층에 사각형으로 다수의 절연 간극들을 형성하는 단계; 및Forming a plurality of insulating gaps in a rectangle in the first conductive layer on the top and bottom surfaces of each strip in the laminate PTC sheet; And 다수의 전기장치로 라미너 PTC시트의 각 스트립을 분리하는 단계를 포함하는 전기장치를 제조하는 방법.A method of manufacturing an electrical device comprising separating each strip of laminate PTC sheet into a plurality of electrical devices. 제18항에 있어서, 다수의 파괴점은 스트립이 절연층에 코팅되기 전에 각 스트립의 상부면 및 하부면에 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.19. The method of claim 18, wherein a plurality of break points are formed on the top and bottom surfaces of each strip before the strips are coated on the insulating layer. 제18항에 있어서, 제2도전층은 라미너 PTC시트의 각 스트립이 다수의 전기장치로 분리되기 전에 제1도전층에 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.19. The method of claim 18, wherein a second conductive layer is formed in the first conductive layer before each strip of laminate PTC sheet is separated into a plurality of electrical devices. 제18항에 있어서, PTC시트의 상부면과 하부면에 제1 및 제2 전극을 형성시키는 단계는 한 쌍의 금속 호일사이에 PTC시트를 적층시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.19. The method of claim 18, wherein forming first and second electrodes on the top and bottom surfaces of the PTC sheet comprises laminating the PTC sheet between a pair of metal foils. 제18항에 있어서, PTC시트의 상부면과 하부면에 제1 및 제2 전극을 형성시키는 단계는 비전해 도금 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.19. The method of claim 18, wherein forming the first and second electrodes on the top and bottom surfaces of the PTC sheet comprises an electroless plating process. 제18항에 있어서, PTC시트의 상부면과 하부면에 제1 및 제2 전극을 형성시키는 단계는 전해도금 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기장치.19. The electrical device of claim 18 wherein forming the first and second electrodes on the top and bottom surfaces of the PTC sheet comprises an electroplating process. 제18항에 있어서, 절연층은 포토레지스트, 전해성, 세라믹 마스크로 구성되는 그룹으로부터 선택된 물질인 것을 특징으로 하는 방법.19. The method of claim 18, wherein the insulating layer is a material selected from the group consisting of photoresist, electrolytic, ceramic mask. 제18항에 있어서, 절연층으로 라미너 PTC시트의 스트립을 코팅하는 단계는 스트립위에 절연층을 스크린 프린팅하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.19. The method of claim 18, wherein coating the strip of laminate PTC sheet with an insulating layer comprises screen printing an insulating layer on the strip. 제18항에 있어서, 제1 및 제2 전극은 니켈, 구리, 은, 주석, 금 및 이것들의 합금으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 금속인 것을 특징으로 하는 방법.19. The method of claim 18, wherein the first and second electrodes are metals selected from the group consisting of nickel, copper, silver, tin, gold and alloys thereof. 제18항에 있어서, 다수의 절연 간극은 제1도전층의 부분들을 에칭하므로서 형성되어 절연층이 노출되는 것을 특징으로 하는 방법.19. The method of claim 18, wherein the plurality of insulating gaps are formed by etching portions of the first conductive layer to expose the insulating layer. 제18항에 있어서, 제2도전층은 납을 포함하고 전해 도금 또는 납 딥핑에 의해 제1도전층에 도포되는 것을 특징으로 하는 방법.19. The method of claim 18, wherein the second conductive layer comprises lead and is applied to the first conductive layer by electroplating or lead dipping. 제18항에 있어서, 라미너 PTC시트에 만들어진 스트립은 0.20인치 미만의 폭(w)을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.19. The method of claim 18, wherein the strip made of the laminate PTC sheet has a width w of less than 0.20 inches. 제19항에 있어서, 다수의 전기장치로 각 스트립을 분리하는 단계는 파괴점에 압력을 가하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.20. The method of claim 19, wherein separating each strip with a plurality of electrical devices includes applying pressure to the break point. 제18항에 있어서, 형성된 각각의 전기장치는 0.06인치 미만의 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.19. The method of claim 18, wherein each electrical device formed has an area of less than 0.06 inches. 중간부분에 의해 분리된 단부들을 갖는 상부면과 하부면 그리고 제1 및 제2 측부를 갖는 라미너 PTC소자를 제공하는 단계;Providing a laminate PTC element having an upper surface and a lower surface having ends separated by an intermediate portion and first and second sides; PTC소자의 상부면에 제1전극을 형성시키는 단계;Forming a first electrode on an upper surface of the PTC device; PTC소자의 하부면에 제2전극을 형성시키는 단계;Forming a second electrode on the lower surface of the PTC device; 절연층으로 PTC소자의 제1 및 제2 전극 그리고 제1 및 제2 측부를 코팅하는 단계;Coating the first and second electrodes and the first and second sides of the PTC device with an insulating layer; 제1접점을 형성하도록 절연층의 제1부분을 제거하는 단계;Removing the first portion of the insulating layer to form a first contact; 제2접점을 형성하도록 절연층의 제2부분을 제거하는 단계;Removing the second portion of the insulating layer to form a second contact; 절연층, 제1 접점 및 제2접점에 제1도전층을 도포하는 단계;Applying a first conductive layer to the insulating layer, the first contact point and the second contact point; 절연 간극에 의해 분리된 제1 및 제2 말단부를 형성하도록 제1도전층의 부분들을 제거하는 단계; 및Removing portions of the first conductive layer to form first and second end portions separated by an insulating gap; And 제2도전층을 제1도전층에 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기장치를 제조하는 방법.Applying a second conductive layer to the first conductive layer. 제32항에 있어서, 저항소자는 PTC특성을 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.33. The method of claim 32, wherein the resistance element exhibits PTC characteristics. 제32항에 있어서, 저항소자는 폴리머 요소와 도전성 충전제 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.33. The method of claim 32, wherein the resistive element comprises a polymer element and a conductive filler element. 제34항에 있어서, 폴리머 요소는 폴리에틸렌을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.35. The method of claim 34, wherein the polymeric element comprises polyethylene. 제34항에 있어서, 폴리머 요소는 폴리에틸렌과 말레익 안하이드라이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.35. The method of claim 34, wherein the polymeric element comprises polyethylene and maleic anhydride. 제32항에 있어서, 제2도전층은 납을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기장치.33. The electrical device of claim 32 wherein the second conductive layer comprises lead. 제32항에 있어서, 제1전극과 제2전극은 니켈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기장치.33. The electrical device of claim 32 wherein the first and second electrodes comprise nickel. 상부면과 하부면, 상부면에 형성된 제1전극 및 하부면에 형성된 제2전극을 갖는 솔리드 라미너 도전성 시트를 제공하는 단계;Providing a solid laminate conductive sheet having an upper surface and a lower surface, a first electrode formed on the upper surface, and a second electrode formed on the lower surface; 라미너 도전성 시트에서 사각형으로 다수의 스트립을 만드는 단계;Making a plurality of strips in a rectangle in the laminate conductive sheet; 절연층으로 라미너 도전성 시트의 스트립을 코팅하는 단계;Coating a strip of laminator conductive sheet with an insulating layer; 라미너 도전성 시트에 있는 각 스트립의 상부면과 하부면상에 사각형으로 다수의 접점을 형성시키는 단계;Forming a plurality of contacts in a quadrangle on the top and bottom surfaces of each strip in the laminate conductive sheet; 각 접점에서 전극과 접촉 상태에 있는 제1 도전층으로 라미너 도전성 시트의 스트립을 코팅하는 단계;Coating a strip of laminate conductive sheet with a first conductive layer in contact with the electrode at each contact; 라미너 도전 시트에 있는 각 스트립의 상부면과 하부면상의 제1도전층에 사각형으로 다수의 절연 간극을 형성하는 단계;Forming a plurality of insulating gaps in a rectangle in the first conductive layer on the top and bottom surfaces of each strip in the laminate conductive sheet; 라미너 도전 시트의 각 스트립을 다수의 전기장치로 분할하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기장치를 제조하는 방법.Dividing each strip of laminator conductive sheet into a plurality of electrical devices. 제39항에 있어서, 라미너 도전성 시트는 PTC특성을 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.40. The method of claim 39, wherein the laminate conductive sheet exhibits PTC characteristics. 제39항에 있어서, 다수의 파괴점은 스트립이 절연층으로 코팅되기 전에 각 스트립의 상부면 및 하부면에 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.40. The method of claim 39, wherein a plurality of break points are formed on the top and bottom surfaces of each strip before the strips are coated with an insulating layer. 제39항에 있어서, 제2도전층은 라미너 도전성 시트의 스트립이 다수의 전기장치로 분할되기 전에 제1도전층에 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.40. The method of claim 39, wherein the second conductive layer is formed in the first conductive layer before the strip of laminate conductive sheet is divided into a plurality of electrical devices.
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