310480 經濟部中央標傘局員工消費合作社印製 A 7 B7 五、發明説明（/ ) 發明之背景： 1 _發明之領域： 本發明係關於正特性熱敏電阻装置，而且尤指一棰用 以改進熱崩潰特性來抵抗一衡擊電流之技術。 2 ·相關前技之說明： 一具有電阻之正溫度特性的半導體陶器|亦即•電姐 之溫度特性使得在--溫度相等或高於居里（C u r i e )點時 ，電阻會突然的增加，藉加進一小量的雜質及添加物到紋 化鋇中可被得到。如此的一種半導體陶器玻使用Μ提供使 用於例如自動的中和四周之磁場Μ防禦磁霤，一馬達的發 動、防止過電流的保護，Μ及加熱器等應用之正特性熱敏 電阻装置， 如在圖4中所顯示"一個這種類型之特殊的正特性熱 敏電阻装置通常有一正特性熱敏電阻元件1 1 Μ —種圓盤 或其同類型式由一具有電阻之正溫度特性的半導體陶器所 製做而且由此電極1 2及1 3形成在主要的表面兩面上。 鉛線藉由焊接或其同類型式被連接至每一個電極1 2及 1 3 在正特性熱敏電阻装置中，當使用-電壓由此經過電 極1 2及1 3時，熱度在正特性熱敏電阻元件1 1中被產 生。使用一紅外線的溫度分析儀在£特性熱敏電阻元件 1 1中如此產生的熱度之量測指示於介於正持性熱敏電阻 元件1 1的一中央部分，亦即 > 一闪部區域與接近兩個主 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 310480 at Β7 五、發明説明（厶） 要的表面及周圍的表面，亦即*由此外部區域，從Μ假想 的線表示之等溫線Τ明顯的顯示之部份之間有一溫度差異 。如此的一涸溫度差異被考慮可歸因於如下。正特性熱敏 電阻元件1 1之主要的表面及周圍的表面與空氣接觸，當 在靠近主要的表面及周圍的表面二者之部分一較大量的熱 度散失有肋於致使在那些部分--較低的溫度之時，中央的 部分因一少量的熱度散失而有肋於有一較高的溫度。 如此的一溫度差異致使在正特性熱敏電阻元件1 1的 中央部分處有一電阻高於接近主要的表面及周圍的表面二 者之部分。此外，熱應力於中央部分發展較早於在接近主 要的表面及周圍的表面二者之部分這增加了於那些部分 處在熱平衡狀態的荖異，藉Μ增加正特性熱敏霄阻元件 1 1之一崩潰的可能性。尤其•遭已致使Ε持性熱敏電阻 元件1 1在例如自動的中和四周之磁場Μ防禦磁霤、馬達 發動、及防止過電流的保_等懕用中之突然崩潰的問題， 其中一相當高的衡擊電流被使用、 本發明已被設想考應：上述的問Μ，而且提供一具有最 好的熱崩潰特性之正特性熱敏電阻装置係本發明的目的。 發明之概要： 根據本發明，有一具有一正特性熱敏電姐元件及電極 被形成在正特性熱敢電阻元ί牛之主要的表面上之正特性熱 敏電阻裝置，在上述的物體中其特色_提供正特性熱敏電 阻元件予一內部的區域及一外部的區域而且藉調整外部區 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -衣------ 訂 A 7 B7 五、發明説明（> ) 域之多孔性佔有的比率高於内部區域之多孔性佔有的比率 而獲得。 根據上述的安排，其中£特性熱敏霄阻元件的外部區 域有多孔性佔有的比率高於内部區域的多孔性佔有的比率 ，由此，接近主要的表面及周圍的表面二者的部分*也就 係外部的區域，比--中央部分的溫度•亦即一内部的區域 ，有一較高的溫度 > 因為那些部分有較少的熱傳導路徑而 所以相較於中央部分有一較高之特殊的霄阻，這滅少了介 於正特性熱敏電阻元件之中央部分與接近主要的表面及周 園的表面二者的部分之間的溫度差異，藉Μ減少由此在熱 平衡狀態中之差異，此外，庄此情形中•敗佈於整個正特 性熱敏電阻元件各處之多孔吸收或釋放在那裡產生的熱應 力，減少了正持性熱敏電阻元件熱丽潰的可能性。 圖式之簡單說明： 圖1係一側視鼴，其顯示一根據本發明之第一蓠施例 的一個正特性熱敏電阻裝置之结構 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖2係一側視_ *其顯示一根據本發明之第二簧施例 的一個正特性熱敏電阻裝置之结構 圖3係一側視圖，其顯示一根據本發明之第三實胞例 的一個正特性熱敏電阻裝置之结構 圖4係一側視圖，其顯示一根據習知技術的一個正特 性熱敏電砠装置之结構。 較佳實施例之詳细說明： 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） 310430 A7 B7 _____ 五、發明説明（十） 本發明之較佳實施例琨在將參考附圖而說明之。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖1係一側視_顯示一根據本發明之第一實施例的一 個正特性熱敏電阻裝置之结構，此正特性熱敏電胆裝置包 括一由具有一磲盤形狀電阻的正溫度特性之半導體陶器所 製做的正特性熱敏電阻元件1 ，例如，K 一圓盤形狀*其 外部的表面像由主要的表面及周圍的表面二者所構成，而 且包括電極2及3被形成在個別的王要表面上，鉛線（圖 上未顯示）藉由焊接或其同類方式被連接至每一個電極2 及3。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 正特性熱敏電阻元件1有一平坦的或平面的内部區域 4 >亦即由此中央的部分*和平坦的或平面的外部區域5 及6 ，亦即由此接近主要的表面二#之部分，被在厚度的 方向所隔開。外部區域5及6的多孔性沾有的比率被調整 高於内部區域4的多孔性佔有的比寒 > 更特別地•正特性 熱敏電阻元件1包拮一内部區域4具有一預先決定的多孔 性佔有的比率，例如1 1 一 1 3 % f舉例來說，和外部區 域5及6具有一較高的多孔性沾有的比率，例如1 4 一 1 5 %，舉例來說，係在介於電極2與3和内部區域4之 間被提供。 外部的區域5及6被曝露在此正特性熱敏鼋胆元件1 之主要的表面上，而且介於内部1域4與外部區域5及6 之間的邊界披曝露在由此本實施例中周圍的表面上，内部 區域4與外部區域5及6的多孔性佔有之比率不限於上述 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0 X 297公釐） 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A 7 B7 五、發明説明（f) 的數值而且擧例來說，外部區域5及6的多孔性佔有之比 率可能大約係1 9 %。簡言之，在正特性熱敏電阻元件1 中孔的大小及數目可Μ被任敷的調堅徜若外部區域5及6 的多孔性佔有之比率較高於内部區域4的多孔性佔有之比 率0 一說明現在將由為了產生具有上述的结構之正特性熱 敏電诅元件1的步驟完成。第一步係準衡一個第一熱敏電 姐材料 X，例如，(B a · S r · P b * C a Y * Μ η )Τ i Ο 3 + S i Ο 2 ，Μ及-一第二熱敏電阻材料Υ，係 由加進大约以重量計2 %具有一直徑大約1 0 - 3 0 w m 主要ί系由Ρ Μ Μ A (聚甲基丙烯酸甲酯）的球狀樹脂多孔 小珠於第一熱敏電阻材料中而獲得，樹脂多孔小珠滿足上 述的情形不係必需的，而且ί也們只ί#;為Γ滿足他們的主要 成分因燃燒而消失Μ及形狀與直徑由此讓孔的形成大於原 先被包含在半導體陶器中之孔。此外，被加進之樹脂多孔 小珠的量可Κ被適當地調整到與所需的特性一致。洌如， 當Κ重量大約2%的樹脂多孔小珠可Μ被加進第二熱敏電 阻材料之中時，以重量大約1 %的樹脂多孔子珠可Κ被加 進第一熱敏電阻材料X之中： 其次，第一及第二熱敏電胆材料X及Υ使用一乾燥的 壓縮機器鑲造成型，尤其，如下之一钃模元ί牛被得到： ⑴首先，一預先決定的囊，亦即大約0 . 6 2公克，之第 二熱敏電阻材料Υ被填人一金騸模型中形成乾燥的壓纈機 本紙浪尺度通用中國國家標準（CNS ) Α4現格（210X29?公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A 7 B7 五、發明説明（L ) 器之一部分而且然後在一低到大約4 Ο Μ P a的壓力下被 加熱K形成一涸部分相當於正特性熱敏霄阻元件1的外部 區域5。 ⑵然後，一預先決定的量*亦即大约0 . 6 2公兒，之第 一熱敏電阻材料X被填入相當於在金靨樓型中外部區域5 的部分上而且然浚在一低到大約4 Ο Μ P a的壓力下被加 壓以形成一個部分相酋於正特性熱敏電阻元件1的内部區 域4。 ⑶此夕卜，一預先決定的量》亦即大約Q . 6 2公克，之第 二熱敏電阻材料Y被填人相當於在金臑撗型中内部區域4 的部分上而且然後在一高到大約1 2 Ο Μ P a的壓力下破 加壓Μ形成一個部分相當於£特性熱敏II阻元件1的外部 區域6 ，在此同時，壓嫌在那些部分當作一整體上被執行 而得到一鑣模元件。 其後，合成的鑼横元件ί 一大約1 3 4 0 °C 1度下被 燃燒而得到正特性熱敏電阻元件1 。在燃燏期間，被加進 第二熱敏電阻材料Y中的樹脂多孔小珠消失而留F孔於他 們已佔據的地方。因此，正特性熱敏電阻元件1之外部區 域5及6的多孔性佔有比率被調整到高於内部區域4的多 孔性佔有的比率。尤其•如果如第二熱敏電阻材料Y被加 進Μ重量計2 %具有一直徑2 0 « m的樹脂多孔小珠，由 第二熱敏電阻材料Y所製做的外部區域5及6之多孔性佔 有的比率像1 4 一 1 5 %，另一方面，對由沒有加進樹脂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0>:297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再嗔寫本頁) .A訂
X 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（7) 多孔小珠之第一熱敏電阻材料所製做的内部區域4而言多 孔性佔有的比率係1 1 一 1 3 %。不用說，多孔性可Μ由 增加被加進之樹脂多孔小珠的量而增加而且可Μ由減少被 加進之樹脂多孔小珠的量而減少。 此外，如果燃燒在使用傳導性的材料於正特性熱敏電 姐元件1之主要的表面二者之上被執行一具有由N i — A g或其同類者所製做的電姐2及3形成於其上之正特性 熱敏電阻裝置被得到。一個經由如此的步驟所產生的正特 性熱敏電阻装置有一大約1 4 mm的直涇K及一大約2咖的 厚度。 發明者然後量測一具有在圖1中顯示之經由根據本實 施例代表電阻（Ω )及熱崩潰持性的步驟由此產生的结搆 之正特性熱敏電阻裝置的瞬間_壓f V )，亦即，耐壓Μ 抵抗一衡擊的電流•表1顯示此次量测的结果，表1也顯 示一正特性熱敏電阻装置包括一只由熱敏霄阻材料X所製 做的正熱敏電阻元件當做一比較的例f之電阻（Ω )及瞬 間耐壓（V )，顯示之瞬間耐壓如T列被得到：一 1 0 0 V的電壓被施加5秒鐘而其後正特性熱敏電阻元件1之電 砠在降低到和正常的溫度相同之溫度之後被量測，如果被 表 1 本發明之賈沲例i比較的例子 ί -3 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本買) m tin —I ^^^1 -!l-i I -I - - - - - 11^1 ^^i_i***- ' ---- - · 丁 、y4 310480 A7 B7五、發明説明（& ) 經濟部中央標隼局貝工消費合作社印製 電阻 (Ω ) 6 6 瞬間耐壓V 5 0 0 2 3 0 量 測 的 電 阻 和 開 始 的 電 阻 \% 相 同 的 相 同 的 量 測 在 增 加 的 電 壓 下 被 重 複 直 到 發 琨 在 量 測 的 電 阻 中 儷 轉 變 發 生 的 電 壓 0 從 表 1 中 可 明 顯 地 看 出 本 1¾ 施 例 的 正 特 性 熱 敏 電 阻 装 冒 被 改 進 到 有 * 5 0 0 V 的 瞬 間 m 壓 儀 當 成 — 比 較 的 例 子 之 正 持 性 熱 敏 電 阻 元 件 瞬 間 酎 壓 2 8 0 V 的 1 . 8 倍 :丨 尤 苴 /、 正 持 性 熱 敏 電 阻 元 件 1 組 成 實 m 例 的 正 特 性 熱 敏 當 阻 装 置 有 . 内 部 的 區 域 4 亦 即 其 中 央 的 部 分 及 外 部 的 區 域 5 和 6 亦 即 其 接 近 主 要 的 表 面 者 的 部 分 被 其 在 厚 度 的 方 向 隔 開 而 且 外 部 區 域 5 和 6 的 多 孔 性 佔 有 之 比 率 被 調 整 到 高 於 内 部 區 域 4 的 多 孔 性 佔 有 比 率 最 後 接 近 正 特 性 熱 敏 電 阻 元 件 1 的 主 要 表 ii 之 部 分 有 較 少 的 熱 傳 道 路 徑 而 且 因 此 相 較 於 中 央 的 部 分 有 一 較 高 的 特 殊 電 阻 0 這 導 致 那 jib 部 分 在 溫 度 上 的 增 加 及 相 對 的 減 少 在 介 於 中 央 部 分 與 接 近 主 要 表 面 的 部 分 Z 間 的 溫 度 差 異 縫 減 少 由 此 在 熱 平 衡 的 狀 態 中 之 差 異 同 時 散 佈 於 整 個 正 特 性 埶 敏 阻 元 件 1 的 孔 吸 收 或 釋 放 在 裡 面 產 生 的 熱 應 力 快 速 耐 壓 的 改 進 被 考 慮 歸 因 於 上 述 的 安 排 在 上 逑 的 步 驟 中 拫 據 實 施 例 K rig. 生 正 特 性 熱 敏 電 阻 ί 0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4规格（210Χ 297公釐） 五、發明説明（ 元件 A 7 B7 個如同正特性熱敏電阻元件1的鑲模元件使用 之 Η 言刀 換刀 \ ， 做、 製法 而方 器型 機成 縮出 壓射 的的 燥知 乾已 一 法 用方 使 } 由 e 能ad 可bl 件 i 元pe flal 陶些 的那 重合 多结 1 觸 成接 形及 珠以 小板 孔薄 多 含 脂# 樹後 的然 量且 同而 不 . 進成 加製 被而 者片 類 薄 同的 其新 或器 的所 件曆 元的 模重 鏞多 驟個 步 I 的的 此開 如隔 由向 經方 ’ 的 示度 顯厚 未在 然由 雖予 。 點 片優 薄一 的供 新提 器造 陶製 性佔 孔性 多孔 旦多 而有 - 層 伴 一 元得 砠使 霄加 敏增 熱地 性續 特埋 正 之 一 整 之調 成被 形 Μ 被可 而率 此比 由之 成有 組佔 正的 個 例 一 拖 例簧 施此。W, 率二例 比 Μ 施 的之實 有明 一 佔發第 性本同 孔據如 多根。 之示 構 層顯结 的疆的 内視置 向側裝 於一阻 高 係電 率 2 敏 比圖熱 之 性 有 特 一 熱 的性 性特 持正 度 之 溫式 正型 的者 阻類 電同 W 其 具或 由盤 I 圓 拮 一 包Μ 置敝 装製 阻所 電器 敏陶 熱體 性導 特半 正個 示 1 被 顯圖不 未在此 丨和在 線分且 沿部而 被之計 在中設 成 2 目 形画數 被在考 3 '· # 和上的 2 之同 極者相 電二 Μ 括面被 包表當 及的相 1 要或 件主同 元之相 阻接分 電連部 敏丨的 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本f ) 訂— 經濟部中央標準局員工消资合作社印製 轨- / 性 特 正 的 例 施 霣 本 成 合 組 .—J 件 元 阻 霄 敏 熱 〇 性 明特 說正 的>; 细 詳 此括 由包 央及 中M 於分 供 部 提央 個中 一 之 像體 , 柱 7圓 域的 區向 的方 部 之 内伸 一 延 括的 包者 置二 裝面 阻表 電要 敏主 给有 供 佔 提性 此 孔 Μ 多 面的 表 8 的域 圍區 周部 fro Λ7 近 -接分 係 部 . 之 8 邊 域周 區的 的 7 部域 外區 形部 外内 狀繞 環環 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4C格（210X 297公釐） Λ 7 Β7 五、發明説明（/t)) 之比率被調整到高於内部區域7的多孔性佔有之比率。介 於内部區域7及外部區域8之間的邊界被曝II在此正特性 熱敏電阻元件1主要表面二者之上，而且外部的區域8由 此被曝露在周圜的表面之上3内部區域7的多孔性佔有之 比率大約係1 1 - 1 3 %，而且外部區域8的多孔性佔有 之比率大約係1 4 — 1 5 %。 在此簧施例中，正特性熱敏電姐元件1由内部的區域 7 ，亦即由此中央的部分，K及外部的區域，亦即由此接 近於周圍的表面之部分所形成，而且外部區域8的多孔性 佔有之比率被調整到高於内部區域7的多孔性佔有之比率 。最後，正特性熱敏電阻元件1接近於周圍表面的部分有 較少的熱傳導路徑而S因此相較於中央的部分有一較高的 特殊電阻：這導致那些部分在溫度上的增加及一相對的減 少在介於中央部分與接近主要表面的部分之間的溫度差異 ，藉以減少由此在熱平衡的狀態中之差異，另外 > 散佈於 整個正特性熱敏電阻元件1的孔吸收或釋放在裡面產生的 熱應力，最後，熱崩漬特性被改進> 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖3係一側視圓顯示根據一本發明Z第三蓠施例一正 特性熱敏電阻装置的结構，如同第一及第二簧胨例 > 本S 施例中正特性熱敏電阻装置包括一画Μ —盤磲的型式之正 特性熱敏電阻元件1 ，例如-圓盤其外部的表面由主要的 表面及圃圍的表面二者由此所組成，由一具有電阻的正溫 度特性的半導體陶器製做而且包括霜極2及3被形成在玻 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） 310480 A 7 B7 五、發明説明（11 ) ^^^1 mnn vi^— mf 1>IK nn ϋϋ OTL·^ tm flfl (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 鉛線（未顯示）埋接之主要的表面二者之上。在圓3中之 部分相同於或相當於在圈1及圖2中的部分被Μ相同的參 考數目設計而且在這裡不被詳细的說明。 正特性熱敏電阻元件1包括一内部的區域9 ，係一個 提供於中央由此厚度的方向及主要表面二者的延伸之方向 的中央部分Μ及包括一外部的區域1 0 > L系一個S圍内部 的區域9之部分，亦即在提供環繞内部的區域9之主要的 表面及周圍的表面二#面上形成。外部區域1 0的多孔性 佔有之比率被調整到高於内部區域9的多孔性沾有之比率 *尤其，本實施例之正特性熱敏電阻元件1由一具有大約 1 1 — 1 3 %的多孔性佔有之比率的内部區域9及一具有 大約1 4 一 1 5 %的多孔性沾有之比率被提供圍繞内部區 域9的整個周圍之外部區域1 0 ，R有外部的區域1 0被 曝露在此正特性熱敏電阻元件1 Ζ ί要表面及周圍表面二 者之上。 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 因為本S拖例之正特性熱敏電姐元件1包括外部的區 域具有多孔性佔有之比率高於内部1域的多孔性佔有之比 率，所Μ接近於主要的表面及周圍的表面二者的部分，就 係外部區域1 0有較少的熱簿導路徑而且因此相較於中央 的部分，就係内部的區域9有一較高的持殊電阻：這導致 那些部分在溫度上的增加及一相對的滅少在介於那些區域 及中央的部分之間，藉以減少由此在熱平.衡的狀態中的差 異。另外，產生的熱懕力由孔吸收或釋放 '最後，如同在 -I 3 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Λ7 B7
五、發明説明（fM 第一及第二實施例中，熱崩潰特性被改進_ 本發明不被限定在上述特別說明的*拖例，而旦不必 說在本發明之原則的範圍之内，不同的應用及變形係可能 的，例如，兩個或兩個以上外部的區域可能被提供在一内 部區域的外面形成一正特性熱敏電姐元件：此安排可能被 應用在第一實施例中Μ提供一结構 '其中每一涸外部的區 域5及6分別地被提烘介於電極及由兩個或多個具有不同 的多孔性佔有之比率的外部區域所組成的内部區域4之間 。當如此的一個结構破使用，當從内部區域4的距離增加 時，多孔性佔有之比率亦增加係最奸的。再者，雖然内部 及外部的區域二者係由具有茌上面黄拖例中基本上相同的 成分之熱敏電阻材料所製成 > 但係它們可Μ由具有不同的 成分之熱敏電阻材料及由不同的方法而製成乃自不待言。 如前面所述，在一根據本發明的正持性熱敏電®装置 中，一形成該部分的外部區域具有多孔性沾有之比率高於 内部區域的多孔性佔有之比率*最後，由此接近於主要的 表面及周圍的表面二者之部分•就偽外部的區域有較少的 熱傳導路徑而且因此由此相較於中央的部分，就係闪部的 區域有一較高的持殊電阻。瑄導致在接近於主要的表面及 周園的表面二者Ζ部分的溫度比在中央剖分的溫度有一較 大的增加。這減少了介於中央部分及接近於主要的表面及 周圍的表面二者的部分之間的溫度差異而旦因此由此減少 在熱平衡的狀態中的差異。於係，在改進熱崩潰特性抵抗 -1 4 - 本紙張尺度適用中國國家棵準（CNS ) Α4规格（210Χ 297公釐了 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁 --1.--水| I - 訂 310480 a7 B7 五、發明説明（ί>) 一衡擊的電流中有一·優點被提供。 另外，本發明讓在一正持性熱敏電阻元件中被產生的 熱應力由孔所吸收或釋放，減少相同的崩溃之可能性。這 使得提供一具有改進的熱崩潰特性之正特性熱敏電阻裝置 成為可能。 雖然本發明之特別的實施例已被顯示及說明，但對於 熟習此項技術人士而言|改變及修飾可在不偏離本發明於 其更廣的方面下被做成將係明顯的•因此 > 附加的申請專 利範圍係在它們的範圍之内涵蓋所有該等改變及修飾，就 整體而言係在本發明的真實精神與範礴之内。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ---1---
A 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210Χ297公簦）