(57)【要約】【課題】抵抗器とヒューズエレメントとを含む回路保護デバイスを提供すること。【解決手段】一体化回路保護デバイスは、第1の端子と第2の端子との間に配置された基板を含む。基板は抵抗材料で構成される。第1の導電層が基板の第1の表面に配置され、第1の端子と電気接触する。第2の導電層が基板の第2の表面に配置される。第1の電気絶縁層が第2の導電層上に配置され、第2の導電層を実質的に覆う。第1の電気絶縁層は開口を含む。ヒューズエレメントが第1の電気絶縁層上に配置され、開口を通して第2の導電層と電気接触し、第2の端子と電気接触する。ヒューズエレメントは抵抗材料と電気的に直列である。第2の電気絶縁層がヒューズエレメント上に配置される。【選択図】図１
2010015976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第1の端子と、
第2の端子と、
前記第1の端子と前記第2の端子との間に配置され、抵抗材料を含む基板と、
前記基板の第1の表面に配置され、前記第1の端子と電気接触する第1の導電層と、
前記基板の第2の表面に配置された第2の導電層と、
前記第2の導電層上に配置され、前記第2の導電層を実質的に覆い、開口を具備してなる第1の電気絶縁層と、
前記第1の電気絶縁層上に配置され、前記開口を通して前記第2の導電層と電気接触し、前記第2の端子と電気接触し、前記抵抗材料と電気的に直列であるヒューズエレメントと、
前記ヒューズエレメント上に配置された第2の電気絶縁層と
を含む一体化回路保護デバイス。
【請求項２】
前記抵抗材料が負温度係数材料である、請求項1に記載のデバイス。
【請求項３】
25℃の温度で5Ωから200Ωの間の電気抵抗を、150℃の温度で50mΩから2Ωの間の電気抵抗を与える、請求項2に記載のデバイス。
【請求項４】
25℃の温度で第1の電気抵抗を、150℃の温度で第2の電気抵抗を与え、前記第2の電気抵抗が前記第1の電気抵抗の1%と10%との間にある、請求項2に記載のデバイス。
【請求項５】
前記NTC材料が金属酸化物材料から選択される、請求項1に記載のデバイス。
【請求項６】
前記第2の電気絶縁層が開口を含み、前記開口を通した前記ヒューズから前記第2の端子までの電気接続をさらに含む、請求項1に記載のデバイス。
【請求項７】
前記第1の絶縁層の反対側の前記基板の一部の上に配置された第3の電気絶縁層をさらに含む、請求項1に記載のデバイス。
【請求項８】
一体化回路保護デバイスを形成する方法であって、
抵抗材料を含む基板を供給する段階と、
第1の導電層を前記基板の第1の表面に付与する段階と、
第2の導電層を前記第1の表面の反対側の前記基板の第2の表面に付与する段階と、
第1の電気絶縁層を前記第1の導電層上に付与し、前記第1の導電層を実質的に覆う段階であって、前記第1の電気絶縁層は開口を具備してなる段階と、
前記第1の電気絶縁層上に、前記開口を通して前記第1の導電層と電気接触するヒューズエレメントを設ける段階と、
前記ヒューズエレメント上に配置される第2の電気絶縁層を付与する段階と、
前記デバイスの端部に第1の端子および第2の端子を設ける段階であって、前記第1の端子が前記ヒューズエレメントと電気接触し、前記第2の端子が第2の導電層と電気接触する段階と
を含む方法。
【請求項９】
前記抵抗材料が負温度係数材料である、請求項8に記載の方法。
【請求項１０】
第3の電気絶縁層を前記第2の導電層上に形成する段階をさらに含む、請求項8に記載の方法。
【請求項１１】
前記第1の端子と前記ヒューズエレメントとの間の電気接続のために前記第2の電気絶縁層に開口を設ける段階をさらに含む、請求項8に記載の方法。
【請求項１２】
第1の端子と、
第2の端子と、
前記第1の端子に隣接して配置され、それと電気接触する負温度係数材料と、
前記抵抗材料と前記第2の端子との間に配置され、前記抵抗材料と電気的に直列であるヒューズエレメントと、
前記抵抗材料と前記第2の端子との間の前記ヒューズエレメントのまわりに配置された電気絶縁材料と
を含む一体化回路保護デバイス。
【請求項１３】
25℃の温度で5Ωから200Ωの間の電気抵抗を、150℃の温度で50mΩから2Ωの間の電気抵抗を与える、請求項12に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記ヒューズエレメントが熱感知要素を含む、請求項12に記載のデバイス。
【請求項１５】
第1の端子と、
第2の端子と、
前記第1の端子に隣接して配置され、それと電気接触する抵抗材料と、
前記第1の端子に隣接する前記抵抗材料の第1の表面に配置された第1の導電層を含む第1の電極と、
前記第1の表面の反対側の前記抵抗材料の第2の表面に配置された第2の導電層を含む第2の電極と、
前記抵抗材料と前記第2の端子との間に配置され、前記抵抗材料と電気的に直列であるヒューズエレメントと、
前記抵抗材料と前記第2の端子との間の前記ヒューズエレメントのまわりに配置された電気絶縁材料と
を含む一体化回路保護デバイス。
【請求項１６】
前記第1の端子と電気的に連通し、それから延びる第1のリード線と、前記第2の端子と電気的に連通し、それから延びる第2のリード線とをさらに含む、請求項15に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記第1の端子が前記デバイスの第1の端部に配置され、前記第2の端子が前記第1の端子の反対側の前記デバイスの第2の端部に配置される、請求項15に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記回路保護デバイスが前記第1の端子から前記第2の端子にわたる長さを有し、前記ヒューズエレメントが前記回路保護デバイスの前記長さの少なくとも50%にわたる長さを有する、請求項15に記載のデバイス。
【請求項１９】
前記一体化回路保護デバイスは全体的に形状が円柱状であり、前記ヒューズエレメントが、一般に、前記抵抗材料と前記第2の端子との間に前記一体化回路保護デバイスの軸に沿って配置される、請求項15に記載のデバイス。
【請求項２０】
前記抵抗材料が負温度係数材料である、請求項15に記載のデバイス。
【請求項２１】
25℃の温度で5Ωから200Ωの間の電気抵抗を、150℃の温度で50mΩから2Ωの間の電気抵抗を与える、請求項20に記載のデバイス。
【請求項２２】
25℃の温度で第1の電気抵抗を、150℃の温度で第2の電気抵抗を与え、前記第2の電気抵抗が前記第1の電気抵抗の1%と10%との間にある、請求項20に記載のデバイス。
【請求項２３】
前記第1の端子および前記第2の端子が円筒状端部キャップとして設けられる、請求項15に記載のデバイス。
【請求項２４】
第1の端子と、
第2の端子と、
前記第1の端子と前記第2の端子との間に配置され、電気絶縁材料を含む全体的に平坦な基板と、
前記基板上に配置され、前記第1の端子と電気接触する抵抗材料層と、
前記抵抗材料層と前記第2の端子との間で前記基板上に配置され、前記第1の端子と前記第2の端子との間で前記抵抗材料と電気的に直列であるヒューズエレメント層と
を含む一体化回路保護デバイス。
【請求項２５】
第1の端部キャップと、
第2の端部キャップと、
前記第1の端部キャップと前記第2の端部キャップとの間に配置され、それらと電気接触するヒューズエレメントと、
前記ヒューズエレメントのまわりに配置され、前記第1の端部キャップと前記第2の端部キャップとの間に延びる絶縁性ハウジングと、
前記第1の端部キャップと前記第2の端部キャップとの間で前記絶縁性ハウジング上に配置された中央端子と、
前記第1の端部キャップと前記中央端子との間で前記絶縁性ハウジング上に配置され、前記第1の端部キャップおよび前記中央端子と電気接触する抵抗材料層と
を含む一体化回路保護デバイス。
【請求項２６】
前記抵抗材料層上に配置された絶縁層をさらに含む、請求項25に記載のデバイス。
【請求項２７】
前記第1の端部キャップと前記第2の端部キャップとの間の長さよりも長い抵抗材料長を設けるために、前記抵抗材料層が前記絶縁性ハウジングの外部表面のまわりを延びる、請求項25に記載のデバイス。
【請求項２８】
第1の端子と、
第2の端子と、
前記第1の端子と前記第2の端子との間に配置され、電気絶縁材料を含む基板と、
前記基板上に配置され、前記第1の端子と電気接触し、前記第2の端子から電気的に絶縁されるヒューズエレメントと、
前記基板上に配置され、前記第2の端子と電気的に連通するが、前記第1の端子から電気的に絶縁される電極と、
前記ヒューズエレメントと前記電極との間に配置され、それらと電気接触する抵抗材料と、
前記電極、前記ヒューズエレメント、および前記抵抗材料の一部の上に配置された電気絶縁層と
を含む一体化回路保護デバイス。
【請求項２９】
前記ヒューズエレメントが前記基板の表面に配置された薄層として設けられる、請求項28に記載のデバイス。
【請求項３０】
前記抵抗材料が前記ヒューズエレメントと前記基板との一部の上に配置された薄層として設けられる、請求項28に記載のデバイス。
【請求項３１】
前記電極が前記抵抗材料の一部の上に配置された薄層として設けられ、その結果、前記抵抗材料が前記電極と前記ヒューズエレメントとの間に実質的に配置される、請求項28に記載のデバイス。
【請求項３２】
前記抵抗材料が負温度係数材料である、請求項28に記載のデバイス。
【請求項３３】
25℃の温度で5Ωから200Ωの間の電気抵抗を、150℃の温度で50mΩから2Ωの間の電気抵抗を与える、請求項28に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は全般的に回路保護デバイスに関する。より詳細には、本開示は単一のデバイスで過電流保護および電流制限の両方を行う回路保護デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
電池充電器などのような多くの電子デバイスは、キャパシタを充電するためなどまたは他の理由のために、始動時に大きい初期電流を必要とする。構成要素に損傷が及ぶのを防ぐためにこの初期電流を制限することが望ましい。さらに、構成要素の故障の場合には過電流保護を行うためにヒューズエレメントを設けることが望ましい。短絡の場合に、電流が所定の値を超えるならば過電流ヒューズは切られることになる。多くの用途、特に電子デバイスでは、必要とされる空間を最小限にするために単一のデバイスに過電流保護と抵抗器とを組み合わせることが望ましいであろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第6,636,403号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一実施形態では、一体化回路保護デバイスは第1の端子と第2の端子との間に配置された基板を含む。基板は抵抗材料で構成される。第1の導電層が基板の第1の表面に配置され、第1の端子と電気接触する。第2の導電層が基板の第2の表面に配置される。第1の電気絶縁層が第2の導電層上に配置され、第2の導電層を実質的に覆う。第1の電気絶縁層は開口を含む。ヒューズエレメントが第1の電気絶縁層上に配置され、開口を通して第2の導電層と電気接触し、第2の端子と電気接触する。ヒューズエレメントは抵抗材料と電気的に直列である。第2の電気絶縁層がヒューズエレメント上に配置される。
【０００５】
さらなる実施形態では、抵抗材料は負温度係数材料である。回路保護デバイスは、25℃の温度で5Ωから200Ωの間の電気抵抗を、150℃の温度で50mΩから2Ωの間の電気抵抗を与えることができる。回路保護デバイスは、25℃の温度で第1の電気抵抗を、150℃の温度で第2の電気抵抗を与えることができ、第2の電気抵抗は第1の電気抵抗の1%と10%との間にある。
【０００６】
一実施形態では、NTC材料は金属酸化物材料から選択される。
【０００７】
一実施形態では、第2の電気絶縁層は開口を含む。電気接続が開口を通してヒューズから第2の端子まで行われる。第3の電気絶縁層を、第1の絶縁層の反対側の基板の一部の上に配置することができる。
【０００８】
一実施形態では、一体化回路保護デバイスを形成する方法は抵抗材料で構成された基板を供給する段階を含む。第1の導電層が基板の第1の表面に付与される。第2の導電層が第1の表面の反対側の基板の第2の表面に付与される。第1の電気絶縁層が、第1の導電層上に付与され、第1の導電層を実質的に覆う。第1の電気絶縁層は開口を含む。ヒューズエレメントが第1の電気絶縁層上に設けられ、開口を通して第1の導電層と電気接触する。第2の電気絶縁層がヒューズエレメント上に配置される。第1の端子および第2の端子がデバイスの端部に設けられる。第1の端子はヒューズエレメントと電気接触し、第2の端子は第2の導電層と電気接触する。
【０００９】
一実施形態では、この方法は第2の導電層上に第3の電気絶縁層を形成する段階を含む。
【００１０】
一実施形態では、この方法は、第1の端子とヒューズエレメントとの間の電気接続のために第2の電気絶縁層に開口を設ける段階を含む。
【００１１】
別の実施形態では、第1の端子に隣接して配置され、それと電気接触する負温度係数材料を一体化回路保護デバイスは含む。ヒューズエレメントは抵抗材料と第2の端子との間に配置される。ヒューズエレメントは抵抗材料と電気的に直列である。電気絶縁材料が、抵抗材料と第2の端子との間のヒューズエレメントのまわりに配置される。
【００１２】
別の実施形態では、一体化回路保護デバイスは第1の端子および第2の端子を含む。抵抗材料が第1の端子に隣接して配置され、それと電気接触する。第1の導電層を含む第1の電極が、第1の端子に隣接する抵抗材料の第1の表面に配置される。第2の導電層を含む第2の電極が、第1の表面の反対側の抵抗材料の第2の表面に配置される。ヒューズエレメントが抵抗材料と第2の端子との間に配置される。ヒューズエレメントは抵抗材料と電気的に直列である。電気絶縁材料が、抵抗材料と第2の端子との間のヒューズエレメントのまわりに配置される。
【００１３】
さらなる実施形態では、デバイスは、第1の端子と電気的に連通し、それから延びる第1のリード線と、第2の端子と電気的に連通し、それから延びる第2のリード線とを含む。第1の端子はデバイスの第1の端部に配置され、第2の端子は第1の端子の反対側のデバイスの第2の端部に配置される。
【００１４】
一実施形態では、回路保護デバイスは、第1の端子から第2の端子にわたる長さを有する。ヒューズエレメントは、回路保護デバイスの長さの少なくとも50%にわたる長さを有する。
【００１５】
一実施形態では、デバイスは全体的に形状が円柱状であり、ヒューズエレメントが、一般に、抵抗材料と第2の端子との間にデバイスの軸に沿って配置される。
【００１６】
別の実施形態では、一体化回路保護デバイスは、第1の端子と第2の端子との間に配置された全体的に平坦な基板を含む。基板は電気絶縁材料で構成される。抵抗材料層が基板上に配置され、第1の端子と電気接触する。ヒューズエレメント層が、抵抗材料層と第2の端子との間で基板上に配置される。ヒューズエレメント層は、第1の端子と第2の端子との間で抵抗材料と電気的に直列である。
【００１７】
別の実施形態では、一体化回路保護デバイスは、第1の端部キャップと第2の端部キャップとの間に配置され、それらと電気接触するヒューズエレメントを含む。絶縁性ハウジングがヒューズエレメントのまわりに配置され、第1の端部キャップと第2の端部キャップとの間に延びる。中央端子が、第1の端部キャップと第2の端部キャップとの間の絶縁性ハウジング上に配置される。抵抗材料層が、第1の端部キャップと第2の端部キャップとの間の絶縁性ハウジング上に配置され、第1の端部キャップおよび中央端子と電気接触する。
【００１８】
さらなる実施形態では、絶縁層が抵抗材料層上に配置される。第1の端部キャップと第2の端部キャップとの間の長さよりも長い抵抗材料長を設けるために、抵抗材料層は絶縁表面の外部表面のまわりを延びる。
【００１９】
別の実施形態では、一体化回路保護デバイスは、第1の端子と第2の端子との間に配置された電気絶縁基板を含む。ヒューズエレメントが、基板上に配置され、第1の端子と電気接触し、第2の端子から電気的に絶縁される。抵抗材料がヒューズエレメントの一部の上に配置され、第2の端子から電気的に絶縁される。電極が、基板上に配置され、抵抗材料および第2の端子と電気的に連通するが、第1の端子から電気的に絶縁される。電気絶縁層が、電極、ヒューズエレメント、および抵抗材料の一部の上に配置される。
【００２０】
一実施形態では、ヒューズエレメントは、基板の表面に配置された薄層として設けられる。抵抗材料は、ヒューズエレメントと基板との一部の上に配置された薄層として設けられる。電極は抵抗材料の一部の上に配置された薄層として設けられ、その結果、抵抗材料は電極とヒューズエレメントとの間に実質的に配置される。
【００２１】
追加の特徴および利点が、本明細書において説明され、以下の発明を実施するための形態および図から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】回路保護デバイスの一実施形態の断面図である。
【図２】図1の回路保護デバイスの製作における1つの段階の平面図である。
【図２Ａ】図2のライン2A-2Aに沿った断面図である。
【図２Ｂ】図2のライン2B-2Bに沿った断面図である。
【図３】図1の回路保護デバイスの製作における1つの段階の平面図である。
【図３Ａ】図3のライン3A-3Aに沿った断面図である。
【図３Ｂ】図3のライン3B-3Bに沿った断面図である。
【図４】図1の回路保護デバイスの製作における1つの段階の平面図である。
【図４Ａ】図4のライン4A-4Aに沿った断面図である。
【図４Ｂ】図4のライン4B-4Bに沿った断面図である。
【図５】図1の回路保護デバイスの製作における1つの段階の平面図である。
【図５Ａ】図5のライン5A-5Aに沿った断面図である。
【図５Ｂ】図5のライン5B-5Bに沿った断面図である。
【図６】図1の回路保護デバイスの製作における1つの段階の平面図である。
【図６Ａ】図5のライン6A-6Aに沿った断面図である。
【図６Ｂ】図6のライン6B-6Bに沿った断面図である。
【図７】回路保護デバイスの別の実施形態の断面図である。
【図８】回路保護デバイスの別の実施形態の斜視図である。
【図９】回路保護デバイスの別の実施形態の断面図である。
【図１０】回路保護デバイスの別の実施形態の平面図である。
【図１１】回路保護デバイスの別の実施形態の部分分解等角図である。
【図１２】回路保護デバイスの別の実施形態の部分分解等角図である。
【図１３】回路保護デバイスの別の実施形態の断面図である。
【図１４】回路保護デバイスの別の実施形態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本開示は、単一のデバイス中に電気的に直列な抵抗器とヒューズエレメントとをもつ一体化回路保護デバイスを提供する。本明細書で開示される回路保護デバイスは、直列に接続された別個のヒューズおよび抵抗器ならびに可溶性抵抗器の代替物を提供する。ヒューズおよび抵抗器またはサーミスタを一体化すると、別個の構成要素よりも小さい占有面積、低いコスト、および良好な調整を備えるデバイスが提供される。電源およびモータの用途では、抵抗器は、デバイスの始動中の初期突入電流を制限し、ヒューズエレメントは構成要素の故障の場合に過電流保護を行う。特に、負温度係数(NTC)サーミスタを使用すると、突入電流を制限するのに有効な電気抵抗が最初に与えられるが、自己発熱の後で抵抗は低下し、それにより負荷の通常動作が可能になり、かつ電気エネルギーの浪費が少なくなる。負温度係数材料は温度の上昇とともに減少する電気固有抵抗を有する。
【００２４】
本明細書で開示される回路保護デバイスは、過負荷障害中の性能を向上させることができる。既存の可溶性抵抗器は、クロメルなどの高温溶融材料で構成された抵抗要素を備え、それにより、過負荷電流の増量時に著しい温度上昇がもたらされる。このため、可溶性抵抗器を回路基板および隣接する構成要素から物理的に分離することが必要となる。標準ヒューズエレメントと直列に、NTCまたは低温度係数抵抗要素などの本開示のデバイスを使用することによって、一体化デバイスは突入電流制限作用を行い、過負荷または短路回路状態のときに過熱する前に回路を切る。
【００２５】
本明細書で開示されるデバイスは、充電デバイス(携帯電話充電器を含む)、民生用電子デバイス(例えば、コンピュータ、モニタ、テレビジョンなど)、電気通信設備、および小型蛍光ランプなどの様々な用途で使用することができる。
【００２６】
図1は回路保護デバイス10を示す。デバイス10は、基板12と、基板の各端部の端子14、16とを含む。端子14、16は、デバイス10を回路基板に(表面実装によるなど)、または保護されている装置のヒューズホルダに接続するのに役立つ。基板12は抵抗材料で構成される。導電層18は基板12の表面20に配置される。導電層18は、好ましくは、端子14、16と直接接触しない。別の導電層22は、基板12の対向する表面24に配置することができる。導電層22は、好ましくは、第1の端子14と電気接触するが、第2の端子16と直接接触しない。導電層18、22は基板12の電極として働く。デバイス10の典型的な全寸法は、1.6×0.8×0.2mmから32×16×5mmの範囲とすることができる。絶縁層および非絶縁層は、5から200ミクロンの範囲とすることができる。
【００２７】
電気絶縁層26は導電層18上に配置され、導電層18を実質的に覆う。電気絶縁層26は、導電性経路またはバイアを容易にするために開口28を含む。ヒューズエレメント32は電気絶縁層26上に配置され、開口28を通して導電層18と電気接触する。ヒューズエレメント32は細長片の材料とすることができ、所定の温度に達すると、回路を切る(溶融によるように)ように構成される。ヒューズエレメント32は抵抗材料の基板12と電気的に直列である。第2の電気絶縁層34はヒューズエレメント32上に配置される。開口またはバイア38は絶縁層34に設けられ、ヒューズエレメント32と端子16との間の電気接続を行うことができる。第3の電気絶縁層36は導電層22上に配置される。
【００２８】
抵抗材料はサーミスタ材料とすることができる。特に、抵抗材料は負温度係数(NTC)材料とすることができる。NTC材料を使用することによって、回路保護デバイスの電気抵抗は温度の上昇とともに減少する。好適なNTC材料は、マンガン、ニッケル、コバルト、および銅などの金属酸化物の様々な組合せを含む。デバイスが電源投入されるとき、NTC材料は室温で5から200Ωの抵抗を与えることができる。動作中、回路保護デバイスは約150℃の温度まで加熱することがあり、抵抗は約1桁から2桁減少することがある。したがって、一実施形態では、回路保護デバイスは、40℃の温度で5Ωから200Ωの間の電気抵抗を、150℃の温度で50mΩから2Ωの間の電気抵抗を与える。NTC材料は、起動で10Ωの抵抗を有し、動作状態で150mΩの抵抗を有することができる。回路保護デバイスは、通常動作で数アンペアを無期限に伝導し、概して通常電流の2から1000倍の範囲の異常電流状態に直面して回路を遮断するために切るように設計することができる。
【００２９】
本開示のデバイスで使用するのに好適な絶縁材料はセラミック、FR-4エポキシ樹脂、ガラス、およびメラミン樹脂を含む。一般に、電極は任意の導電性金属、例えば銀、銅、亜鉛、ニッケル、金、およびそれの合金から形成することができ、任意の従来の堆積方法、例えばスクリーン印刷、スピンコーティング、蒸着、スパッタリング、メッキなどにより基板上に堆積させることができる。
【００３０】
図1のデバイス10を製造する方法が図2から図6に示される。図2、2A、および2Bに示されるように、基板12が準備され、上部導電層18および下部導電層22で被覆される。導電層18、22は、好ましくは、各表面20、24の周囲37を除いて上部表面20および下部表面24を覆う。図3、3A、および3Bに示されるように、電気絶縁層26、36が導電層18、22上に付与される。開口28が上部絶縁層26に残され、導電層18とヒューズエレメント32との間の接続を可能にする。
【００３１】
次に、図4、4A、および4Bに示されるように、ヒューズエレメント32が絶縁層26の表面に付与される。ヒューズエレメントは、延在する部分31と、端部部分33、35とを含むことができる。図5、5A、および5Bに示されるように、絶縁層34がヒューズエレメント32上に付与されるが、端部部分35上に開口38を残す。最後に、図6、6A、および6Bに示されるように、端部キャップまたは端子14、16がデバイス10の端部に付与され、開口38は、ヒューズエレメント32を端部キャップ16に電気的に接続するために導電材料で充填される。一実施形態では、これらの層は印刷および焼成工程で付与される。多数のデバイス(数百などの)を単一シートの材料で製作することができる。個々のピースがこのシートから切断され、端部終端が個々の構成要素に付与される。
【００３２】
回路保護デバイスの様々な追加の実施形態が次に開示される。図7は、別の実施形態の回路保護デバイス50を示す。デバイス50は、基板52と、基板52の各端部の端子54、56とを含む。基板52は抵抗材料で構成される。導電層58は基板52の表面60の一部に配置される。導電層58は端子54、56と直接接触しない。別の導電層62は、基板52の対向する表面64に配置される。導電層62は、第1の端子54と電気接触するが、第2の端子56と直接接触しない。導電層58、62は基板52の電極として働く。電気絶縁層66は導電層58上に配置され、導電層58の表面を実質的に覆う。電気絶縁層66は、導電性経路またはバイアを容易にするために開口68を含む。基板52と端子54、56との間に電気絶縁層65、67を付与することができる。
【００３３】
ヒューズエレメント72は電気絶縁層66上に配置され、開口68を通して導電層58と電気接触する。ヒューズエレメント72は細長片の材料とすることができ、所定の温度に達すると、回路を切る(溶融によるように)ように構成される。ヒューズエレメント72は端子56と電気接触し、抵抗材料の基板52と電気的に直列に構成される。第2の電気絶縁層74が、端子54と56との間でヒューズエレメント72上に配置される。デバイスは導電層62上に追加の絶縁層(図示せず)を含むことができる。
【００３４】
図8は、別の実施形態の回路保護デバイス80を示す。デバイス80はラジアルリードデバイスとして構成される。デバイス80は、円形断面をもつ基板82と、基板82の両表面に接続されたリード線84、86とを含む。基板82は抵抗材料で構成される。導電層または金属化部分88が基板82の表面に設けられる。導電層88は端子84、86と直接接触しない。別の導電層90は基板82の対向する表面に配置される。導電層90は、第1の端子84と電気接触するが、第2の端子86と直接接触しない。導電層88、90は基板82の電極として働く。ヒューズエレメント92は導電層88上に配置される。ヒューズエレメント92は端子86と電気接触し、抵抗材料の基板82と電気的に直列に構成される。デバイス80の外側表面全体は、リード線84、86の端部を除いて、電気絶縁層(図示せず)で被覆することができる。ヒューズエレメント92は前述のように絶縁層と非絶縁層とで構成し、抵抗デバイスと直列にヒューズエレメントを形成することができる。代替として、ヒューズエレメント92は、はんだ、溶接、または他の好適な方法によって導電層88に物理的および電気的に取り付けられた個別のヒューズアセンブリ、例えばLittelfuse Pico Fuse、またはそれの構成要素とすることができる。代替として、ヒューズエレメント92は、導電層88に物理的および電気的に取り付けられる、特許文献１に記載されているもののような熱感知要素とすることができる。
【００３５】
回路保護デバイスの別の実施形態が図9に示される。デバイス100は、端子102、104をもつ全体的に円筒状の構成で提供することができる。保護されている装置中のプリント回路基板に回路保護デバイスを接続するのを容易にする端子または端部キャップ102、104は、デバイス100の各端部に配置される。抵抗材料106は端子104に隣接して配置され、それと電気接触する。ヒューズエレメント108は抵抗材料106と端子102との間に配置される。ヒューズエレメント108は抵抗材料106と電気的に直列である。電気絶縁材料110はヒューズエレメント108のまわりに配置される。抵抗材料106は金属層または電極118、120で被覆された端部表面を含む。電極118は端子104と電気的に連通し、この2つは、はんだまたはメタライゼーションにより一緒に接合することができる。電気絶縁材料110は、ヒューズエレメント108のまわりに固定距離で配置された中空円筒の形状とすることができる。デバイス100は、それぞれ端子102、104と電気的に連通し、それらから延びるリード線114、116をさらに含むことができる。はんだまたはメタライゼーション118、120は、ヒューズエレメント108の端部を端子102および抵抗材料106に電気的および機械的に接続するために付与することができる。
【００３６】
回路保護デバイス100は、端子102から端子104にわたる長さ122を有する。ヒューズエレメント108は、好ましくは、回路保護デバイス100の長さ122の少なくとも50%にわたる長さ124を有する。一実施形態では、一体化回路保護デバイス100は全体的に形状が円柱状であり、ヒューズエレメント108は、一般に、抵抗材料106と端子102との間に一体化回路保護デバイス100の軸に沿って配置される。
【００３７】
図10に示されるように、別の実施形態の回路保護デバイス130は、端子134と136との間に配置された全体的に平坦な基板132を含む。基板132は電気絶縁材料を含む。抵抗材料層138は基板132上に配置され、端子136と電気接触する。ヒューズエレメント層140は、抵抗材料層138と端子134との間で基板132上に配置される。ヒューズエレメント層140は、端子134と136との間で抵抗材料138と電気的に直列である。抵抗材料層138は、炭素または金属の薄膜などの抵抗要素として使用するのに好適な任意の材料とすることができる。材料の固有抵抗を増加させるために、それらは酸化物またはガラスもしくはセラミックなどの絶縁材料を含むことができる。代替として、抵抗材料層138は、金属酸化物、例えばマンガン、ニッケル、コバルト、および銅の様々な組合せで構成されたものなどのNTC特性を示す材料とすることができる。
【００３８】
図10は基板132の単一の側に配置されたヒューズエレメント140および端子134、136を示しているが、他の実施形態は、基板132の両側のヒューズエレメントと、さらに基板132の両側で、縁部の直ぐ近くでなく基板132の任意の部分に配置された端子とを含むことができる。
【００３９】
別の実施形態の回路保護デバイス150が図11に示される。回路保護デバイス150は特に電気通信用途に好適である。ヒューズエレメント158は、端部キャップ154と156との間に配置され、それらと電気接触する。ヒューズエレメント158は、セラミックヤーンのまわりに巻き付けられたスズメッキ銅線などの絶縁体のまわりに巻き付けられたワイヤで構成することができる。絶縁性ハウジング152はヒューズエレメント158のまわりに配置され、端部キャップ154と156との間を延びる。絶縁性ハウジング152は中空構造体とすることができる。絶縁性ハウジング152は、ハウジング152の中央部分の近くに配置された導電性パッド159と、ハウジングの端部に配置された導電性端部終端161、163とを含む。端部キャップ154、156は、ハウジング152の端部部分に配置され(導電性端部終端161、163と接触して)、それに取り付けられるように構成される。ハウジング152および端部キャップ154、156は断面が正方形として示されているが、他の形状(円形、三角形などのような)が可能である。中央端子160は、端部キャップ154と156との間において、絶縁性ハウジング152の一部の上で導電性パッド159上に配置される。
【００４０】
抵抗材料層162は、端部キャップ154と中央端子160との間で絶縁性ハウジング152上に配置され、それらと電気接触する。抵抗材料層162の形状および構成はデバイス170の所望の抵抗を与えるように制御することができる。抵抗材料は、印刷によってなどの任意の好適な方法によって付与することができる。図11に示されるように、層162は、導電性パッド159(および中央端子160)と端部終端163(および端部キャップ154)との間でハウジング152の外側のまわりを延びる。特に、中央端子160と端部キャップ154との間の抵抗材料層162の長さまたは経路は、絶縁性ハウジング152の長さよりも長くすることができる。抵抗材料層162上を含めるが、導電性パッド159および端部終端161、163上を含めず、絶縁層164をデバイス150の外側表面上に配置することができる。
【００４１】
図12は、多くの点で図11のデバイス150と類似している別の実施形態のデバイス170を示す。デバイス170は、中央端子160の遠端部に隣接するライン171と端部キャップ153に隣接するライン173との間でデバイスの1つの端部上にのみ付与される抵抗層172を含む。抵抗層172は、例えば、層を付与するためにハウジング152を所望の抵抗材料中に浸漬コーティングすることによって付与することができる。抵抗材料層172は、端部キャップ154と中央端子160との間で絶縁性ハウジング152上に配置され、それらと電気接触する。レーザトリムライン174を使用して抵抗層172の一部を除去し、抵抗層172の構成および抵抗特性を制御することができる。絶縁層164は、抵抗材料層172上を含めてデバイス170の外側表面上に配置することができる。
【００４２】
図13は、別の実施形態の回路保護デバイス180を示す。このデバイスは、端子184と186との間に配置された電気絶縁基板182を含む。ヒューズエレメント188が、基板182上に配置され、端子184と電気接触し、端子186から電気的に絶縁される。電極192は、基板182上に配置され、端子186と電気的に連通するが、端子184から電気的に絶縁される。抵抗材料190は、ヒューズエレメント188と電極192との間に配置され、それらと電気接触する。電気絶縁層194は、電極192、ヒューズエレメント188、および抵抗材料190の一部の上に配置される。
【００４３】
ヒューズエレメント188は、基板182の表面に配置された薄層として設けることができる。抵抗材料190は、ヒューズエレメント188と基板182との一部の上に配置された薄層として設けられる。抵抗材料190の構成(厚さおよび長さなどの)は、デバイスの抵抗特性を制御するために調整することができる。電極192は抵抗材料190の一部の上に配置された薄層として設けることができ、その結果、抵抗材料190は電極192とヒューズエレメント188との間に実質的に配置される。デバイスの典型的な全寸法は、1.6×0.8×0.2mmから32×16×5mmの範囲である。絶縁層および非絶縁層は、厚さを5から200ミクロンの範囲とすることができる。
【００４４】
別の実施形態の回路保護デバイス200が図14に示される。デバイス200は、抵抗材料から製作されたチューブまたは中空円筒202を含む。外側電極204がチューブ202の外側表面に配置され、内側電極206が内側表面に配置される。電極204、206は任意の好適な導電材料とすることができる。端子208、210はデバイス200の両端部に配置される。端部プラグ212、214は端子208、210をチューブ202に接続する。端部プラグ212、214は、好ましくは、絶縁材料で構成する。ヒューズエレメント216は、内側電極206と端子210との間に配置され、それらと電気接触する。ヒューズエレメント216は端部プラグ214を通して配置される。絶縁被覆218は、絶縁された外側表面を設けるために構成要素上に配置することができる。
【００４５】
本明細書で説明した現在の好ましい実施形態への様々な変更および変形が当業者には明らかであるはずであることが理解されよう。そのような変更および変形は、本内容の趣旨および範囲から逸脱することなく、その意図した利点を減ずることなく行うことができる。したがって、そのような変更および変形は添付の特許請求の範囲によって包含されるものである。
【符号の説明】
【００４６】
10  回路保護デバイス
12  基板
14、16  端子
18、22  導電層
20、24  表面
26  電気絶縁層
28  開口
31  延在する部分
32  ヒューズエレメント
33、35  端部部分
34、36  電気絶縁層
37  周囲
38  開口またはバイア
50  回路保護デバイス
52  基板
54、56  端子
58、62  導電層
60、64  表面
65、66、67、74  電気絶縁層
68  開口
72  ヒューズエレメント
80  回路保護デバイス
82  基板
84、86  リード線
88、90  導電層
92  ヒューズエレメント
100  回路保護デバイス
102、104  端子
106  抵抗材料
108  ヒューズエレメント
110  電気絶縁材料
114、116  リード線
118、120  電極
122、124  長さ
130  回路保護デバイス
132  基板
134、136  端子
138  抵抗材料層
140  ヒューズエレメント層
150  回路保護デバイス
152  絶縁性ハウジング
154、156  端部キャップ
158  ヒューズエレメント
159  導電性パッド
160  中央端子
161、163  導電性端部終端
162  抵抗材料層
164  絶縁層
170  デバイス
171、173  ライン
172  抵抗層
174  レーザトリムライン
180  回路保護デバイス
182  電気絶縁基板
184、186  端子
188  ヒューズエレメント
190  抵抗材料
192  電極
194  電気絶縁層
200  回路保護デバイス
202  チューブまたは中空円筒
204  外側電極
206  内側電極
208、210  端子
212、214  端部プラグ
216  ヒューズエレメント
218  絶縁被覆
【図１】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【外国語明細書】
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