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JP5274019B2 - Ptcデバイスの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ポリマーPTCデバイスの製造方法、およびそのような製造方法によって製造されるポリマーPTCデバイスに関する。
ポリマー材料およびその中に導電性フィラーを含んで成る導電性ポリマー材料が、例えば層状に、成形されたポリマーPTC要素、ならびにその両側に配置された金属電極を有して成るポリマーPTC素子が電気または電子装置において広く使用されている。
このようなポリマーPTC素子は、電子機器において例えば回路保護装置として用いられ、機器の正常な使用時においては実質的な抵抗値を有さないものの、機器が異常状態になった時に、あるいは機器の周囲の環境が異常状態になった時に、ポリマーPTC素子自体の温度が高温となって抵抗値が急激に増加して、いわゆるトリップして、機器に流れる電流を遮断することによって、機器の破壊を未然に防ぐように機能する。このようなポリマーPTC素子は、機器が正常に作動している状態では、それがあたかも存在しないかのように、その抵抗値は可及的に小さいのが好ましい。
電子機器においてポリマーPTC素子を用いるには、ポリマーPTC要素に金属電極が接続されているポリマーPTC素子を得、そのようなPTC素子の少なくとも一方の金属電極にリードを電気的に接続したPTCデバイスを得、このようなPTCデバイスを所定の配線または電気要素に接続し、リードを介して電子機器の所定の回路にポリマーPTC素子を挿入する。
リードを有して成るポリマーPTCデバイスは、例えばシート状に押出成形した導電性ポリマー材料の表裏に金属電極としての金属箔を、例えば熱圧着によって貼り合わせた後、所定の寸法に裁断または打ち抜きし、その後、電子機器の回路に挿入すべく、種々の金属のリードを金属電極に接続することによって製造される。例えば、下記特許文献1では、リードの接続に際しては、半田接続、抵抗溶接等が用いられている。
特開2001−102039号公報
このようなポリマーPTC素子は、機器が正常に作動している状態では、それがあたかも存在しないかのように、その抵抗値は可及的に小さいのが好ましい。ポリマーPTC素子が配置されている周囲の温度が高くなると、その抵抗値は、トリップする温度の手前まで徐々に上昇し、その後、急激に増加する。当然ながら、トリップするまでは、ポリマーPTC素子の抵抗値自体は本来的に低いのが望ましい。従って、より低い抵抗値を有するポリマーPTC素子を有するポリマーPTCデバイスを提供することが望まれている。
上述の課題は、
ポリマーPTC要素およびその両側に配置された金属電極を有して成るPTC素子、ならびに
少なくとも一方の金属電極に電気的に接続されたリード
を有して成るPTCデバイスの製造方法であって、
ポリマーPTC要素は、ポリマー材料およびその中で分散している導電性フィラーを含んで成る導電性ポリマー組成物によって形成され、
リードの金属電極への接続は、ポリマー材料の融点より低い温度で実施することを特徴とする、PTCデバイスの製造方法
によって解決されることが見いだされた。
尚、本発明のPTCデバイスの製造方法において、PTC素子を構成するPTC要素の各部材および金属電極、ならびにリードは常套のPTCデバイスにおいて使用されているものと同じものであってよく、これらについては公知であるので、これらの詳細な説明は省略する。
ポリマーPTC要素を構成するポリマー材料は、好ましくは結晶性ポリマーであるか、あるいは結晶性ポリマーを含むポリマー組成物である。そのような結晶性ポリマーとしては、例えばポリエチレン(PE)、ポリビニリデンフルオライド(PVDF)、エチレン・アクリル酸ブチルコポリマー(EBA)、エチレン・酢酸ビニルコポリマー(EVA)等のポリマー材料を例示することができる。尚、このようなポリマー材料中に分散している導電性フィラーとしては、例えばカーボンブラック、ニッケルフィラー、ニッケル合金(例えばニッケル−コバルト合金)フィラー等を使用できる。
また、PTC素子の金属電極は、金属箔、特にニッケル箔である。更に別の好ましい態様では、PTC素子に接続するリードは、ニッケル製である。
尚、本明細書において、ポリマーPTC素子を構成するポリマーの融点とは、プラスチックの結晶転移温度の測定に準用するJIS K 7121(プラスチックの転移温度測定方法)に基づいてDSCによって測定される温度(ピークの頂点の温度)を意味する。尚、主要な測定条件は以下の通りである。
温度条件:20〜180℃
昇温速度:10℃/min
測定雰囲気:窒素
装置:セイコー・インスツルメンツ(SEIKO INSTRUMENTS INC.)EXSTAR6000/6200
本発明の製造方法では、リードの金属電極への接続は、ポリマー材料の融点より低い温度で実施することを特徴とする。この接続は、具体的には導電性接着剤による接続、半田ペーストによる接続、半田材料による接続(必要に応じてフラックス等を用いる、いわゆる半田付け)等で実施することができ、この接続に際して、PTC素子、特にその導電性ポリマー要素が、それを構成するポリマーの融点以上の温度にさらされることがなければよい。
ポリマーの融点以上の温度にさらされるか否かについては、接続するに際して適用する温度、導電性接着剤または半田ペーストの場合には、これらに含まれている硬化性樹脂を硬化させるために必要な温度を、半田付けの場合には、半田材料を溶融するために必要な温度(半田材料の融点)を目安にする。即ち、接続に際しては、そのような必要な温度以上に加熱する必要があるので、必要な温度がポリマーの融点より低くなるように、好ましくは少なくとも10℃、より好ましくは少なくとも20℃、特に好ましくは少なくとも30℃低くなるように、ポリマーおよび導電性接着剤、半田ペーストまたは半田材料を選択する。
本発明の製造方法は、PTC素子の抵抗(即ち、トリップしていない正常時)がより小さいPTCデバイスを提供する。従って、そのような方法によって製造されるPTCデバイスは、従来のPTCデバイスと比較して、より有用である。また、従来のPTCデバイスの製造方法では、ポリマー材料の融点より高い温度にてリードをPTC素子に接続するため、PTC素子の抵抗が高くなるので、接続後、例えば0℃と160℃との間でPTCデバイスを加熱・冷却する熱サイクルに付して抵抗安定化処理を実施して、PTCデバイスのPTC素子の抵抗を下げて安定化させる必要があった。しかしながら、本発明の製造方法では、リードの接続に際して抵抗値が実質的に増えないので、そのような抵抗安定化処理を省略できる。
尚、安定化処理は、通常PTC素子を構成するポリマーの融点を越えない温度まで加熱し、その後、通常室温付近またはそれよりも低い温度に冷却し、再び加熱・冷却するという、いわゆる熱サイクルに付して、PTCデバイス(厳密には、PTC素子)の抵抗値を安定化させる処理である。このような安定化処理には、後述するインパルス処理(短時間の電圧の印加によってPTC素子をトリップさせる処理)を含めてもよい。
図1は、本発明のポリマーPTCデバイスを、それを構成する部材が理解できるように、側方断面図にて模式的に示す。 図2は、実施例2および比較例2のPTCデバイスの抵抗−温度特性の測定結果を示すグラフである。 図3は、実施例3および4ならびに比較例3および4のPTCデバイスの抵抗−温度特性の測定結果を示すグラフである。 図4は、実施例2および比較例2のPTCデバイスのトリップサイクル試験結果を示すグラフである。 図5は、実施例3および4ならびに比較例3および4のPTCデバイスの製造方法をシミュレーションした場合のPTCデバイスの抵抗値の変化を示すグラフである。
符号の説明
100 PTCデバイス
102 PTC素子
104 金属電極
106 リード
108 接続部
110 ポリマーPTC要素
112 ポリマーPTC要素の主表面
発明を実施するための形態
図1に本発明のポリマーPTCデバイスを、それを構成する部材が理解できるように、側方断面図にて模式的に示す。図示したPTCデバイス100は、PTC素子102、およびその金属電極104に接続されたリード106を有して成る。金属電極104には、接続部108を介して、リード106が電気的に接続されている。図示した態様では、金属電極104とリード106との間にこれらを電気的に接続する接続部108が存在する。この接続部108は、ポリマー材料の融点より低い温度にて硬化した導電性接着剤(一般的には、硬化性樹脂、特に熱硬化性樹脂と金属フィラーとの混合物)によって構成されている。導電性接着剤の代わりに、半田ペースト(一般的には、硬化性樹脂、特に熱硬化性樹脂と半田粒子との混合物)を使用することができる。
尚、PTC素子102は、ポリマーPTC要素110、ならびにその少なくとも1つの表面、例えば図示するように層状のポリマーPTC要素110の両側の主表面112に配置された金属電極104を有して成る。ポリマーPTC要素は、ポリマー材料およびその中に分散している導電性フィラーから構成されている。
本発明のPTCデバイスの製造方法では、ポリマーPTC素子102へのリード106の電気的接続をポリマー材料の融点より低い温度で実施する。より具体的には、接続を導電性接着剤または半田ペーストを用いて実施する場合、その中に含まれる硬化性樹脂の硬化温度がポリマー材料の融点より低い導電性接着剤または半田ペーストを選択する。そのような硬化性樹脂としては、熱硬化性樹脂、湿気硬化性樹脂、放射線(例えば紫外線)硬化性樹脂等を例示できる。
硬化性樹脂が熱硬化性樹脂である場合、選択した導電性接着剤または半田ペーストをPTC素子の電極上に供給し、その上に、リードを載せて、そのまま加熱する。この加熱には、オーブンのような加熱炉を使用できる。このような供給は、例えば、導電性接着剤または半田ペーストを塗布することによって、あるいは導電性接着剤または半田ペーストの塊をディスペンサーで配置することによって実施できる。
局所的にリードのみを加熱する態様も可能であるが、PTC素子およびその上に載せたリードを全体として加熱するのが好ましい。尚、硬化性樹脂が熱以外の作用によって硬化する場合、通常、常温または少々の加熱の温度条件で硬化するので、ポリマー材料の融点より低い温度で電気的接続を実施できる。
上述のように、本発明の製造方法によって得られるPTCデバイスのPTC素子の抵抗値は、従来の製造方法によって製造されるPTCデバイスのPTC素子の抵抗値より小さく、その結果、上述のように抵抗安定化処理工程を省略できる。従って、本発明は、新たなPTCデバイスの製造方法を提供し、上述の発明の方法によってリードをPTC素子の金属電極に接続してPTCデバイスを製造した後に、抵抗安定化処理工程を実施することを必要としない。よって、上述のPTCデバイスの製造方法によってリードを接続した後に、製品としてのPTCデバイスができていることになる。
PTCデバイス1の製造
以下のPTC素子、リード、導電性接着剤を用い、導電性接着剤によってPTC素子にリードを電気的に接続することによってPTCデバイスを製造した。
・PTC素子:
LR4−260用PTCチップ(タイコエレクトロニクスレイケム社製、サイズ:5×12mm;ポリマー材料:高密度ポリエチレン(融点:約137℃);導電性フィラー:カーボンブラック;金属電極:ニッケル箔、露出面を金メッキ)
但し、このチップは、後述するインパルス処理および抵抗安定化処理を施していない。
・リード:
金メッキしたニッケルリード
・導電性接着剤(藤倉化成株式会社製;商品名:ドータイト(DOTITE)XA−910):
導電性フィラー/銀粒子;バインダー/1液型エポキシ樹脂;硬化条件:100℃、60分
PTC素子の一方の金属電極上に、導電性接着剤をディスペンサーで供給し、その上にリードを配置し、これらを100℃に温度設定した恒温槽内で60分間保持し、その後、恒温槽から取り出して冷却して、PTC素子にリードを電気的に接続したPTCデバイス1を製造した。比較のため、導電性接着剤の代わりに半田ペーストを用い、リフロー炉(250〜260℃)による半田付けによってリードをPTC素子に接着した比較PTCデバイス1を比較例1として製造した。
PTCデバイス2の製造
以下のPTC素子、リード、導電性接着剤を用い、導電性接着剤によってPTC素子にリードを電気的に接続することによってPTCデバイスを製造した。
・PTC素子:
TD1120−B14−0用PTCチップ(タイコエレクトロニクスレイケム社製、サイズ:11mm×20mm;ポリマー材料:高密度ポリエチレン(融点:約137℃);導電性フィラー:カーボンブラック;金属電極:ニッケル箔、露出面を銅メッキ)
但し、このチップは、後述するインパルス処理および抵抗安定化処理を施していない。
・リード:
真鍮リード
・導電性接着剤(藤倉化成株式会社製、商品名:ドータイト(DOTITE)XA−910):
導電性フィラー/銀粒子、バインダー/1液型エポキシ樹脂、硬化条件:100℃、60分
PTC素子の一方の金属電極上に、導電性接着剤をディスペンサーで供給し、その上にリードを配置し、これらを100℃に温度設定した恒温槽内で60分間保持し、その後、恒温槽から取り出して冷却して、PTC素子にリードを電気的に接続したPTCデバイス2を製造した。比較のため、導電性接着剤の代わりに半田ペーストを用い、リフロー炉(250〜260℃)による半田付けによってリードをPTC素子に接着した比較PTCデバイス2を比較例2として製造した。
PTCデバイス3の製造
以下のPTC素子、リード、導電性接着剤を用い、導電性接着剤によってPTC素子にリードを電気的に接続することによってPTCデバイスを製造した。
・PTC素子:
TD1115−B34XA−0PTCチップ(タイコエレクトロニクスレイケム社製、サイズ:11mm×15mm;ポリマー材料:ポリビニリデンフルオライド(融点:約177℃);導電性フィラー:カーボンブラック、金属電極:ニッケルメッキ銅箔、露出面を銅メッキ)
但し、このチップは、後述するインパルス処理および抵抗安定化処理を施していない。
・リード:
真鍮リード
・導電性接着剤(藤倉化成株式会社製、商品名:XA−874):
導電性フィラー/銀粒子、バインダー/1液型エポキシ樹脂、硬化条件:150℃、30分
PTC素子の一方の金属電極上に、導電性接着剤をディスペンサーで供給し、その上にリードを配置し、これらを150℃に温度設定した恒温槽内で30分間保持し、その後、恒温槽から取り出して冷却して、PTC素子にリードを電気的に接続したPTCデバイス3を製造した。比較のため、導電性接着剤の代わりに半田ペーストを用い、リフロー炉(250〜260℃)による半田付けによってリードをPTC素子に接着した比較PTCデバイス3を比較例3として製造した。尚、比較例のPTCデバイスについては、リードを接着した後、インパルス処理(DC16V、10Aの電流を6秒間印加する)に付し、更に、抵抗安定化処理(80℃(1時間保持)と−40℃(1時間保持)との間の温度サイクルに付す、温度変化割合2℃/分)に付した。
PTCデバイス4の製造
TD1115−B34XA−0PTCチップ(タイコエレクトロニクスレイケム社製、サイズ:11mm×10mm)を用いた以外は、実施例3を繰り返した。同様にして、比較例4として比較PTCデバイス4を製造した。
上述のPTCデバイス1〜4および比較PTCデバイス1〜4を評価した。得られたPTCデバイスの抵抗値(リードが接続されていない金属電極とリードとの間の抵抗値;リードおよび金属電極の抵抗値はPTC素子の抵抗値よりはるかに小さいので、PTCデバイスの抵抗値は、実質的にはPTC素子の抵抗値に等しい。)を測定した。その結果を表1に示す。
Figure 0005274019

この結果から明らかなように、本発明のPTCデバイスではPTC素子の抵抗値が減少している。更に、抵抗値のばらつきも小さくなっている。
(抵抗−温度特性の測定)
実施例2〜4のPTCデバイスと比較例2〜4のPTCデバイスの温度−抵抗特性を測定した。試験温度範囲は20℃〜150℃までとし、PTCデバイスの周囲湿度は、60%以下であった。PTCデバイスの周囲温度を10℃ずつ上昇させ、その温度雰囲気で10分間保持した後、PTCデバイスの抵抗値を測定した。比較例のPTCデバイスについても同様に測定した。その結果を図2および図3に示す。いずれのPTCデバイスについても本質的に必要とされるPTC機能、即ち、閾温度における抵抗値の急激な増加を示すことが分かる。
図2および図3から明らかなように、本発明の方法によって製造したPTCデバイスの方が、周囲温度が上昇した場合の抵抗値の立ち上がり方が急峻である。このことは、本発明のPTCデバイスにおいてPTC素子が、トリップする以前の抵抗値が相対的に低く維持され、トリップに際して、抵抗値が急激に増加する性質を有することを意味し、このような性質は、PTCデバイスには望ましい性質である。尚、図示しないが、実施例1のPTCデバイスおよび比較例1のPTCデバイスについても同様の結果を得た。
(トリップサイクル試験)
実施例2のPTCデバイスと比較例2のPTCデバイスについてトリップサイクル試験を実施した。即ち、室温にてPTCデバイスにDC16V/50Aを印加して(6秒間)トリップさせ、その後、54秒間電流を遮断して復帰させ、再び、同じ条件で6秒間電流をONとしてトリップ(即ち、デバイスを動作させ)、その後、54秒間電流をOFFとして復帰させた。この電流のON/OFFのサイクルの回数によってPTCデバイスの抵抗値が変化する様子を観察した。その結果を表2に示す。
Figure 0005274019
また、0サイクル時の抵抗値に対する割合、即ち、基準抵抗値を1とした場合の各サイクル数終了後の抵抗値の割合、即ち、抵抗変化率をサイクル数(従って、動作回数)に対して図4に示す。この結果から、本発明の方法によって製造したPTCデバイスの方が、トリップを繰り返しても抵抗値の変化の割合が小さく、安定した抵抗値を有することがわかる。
また、PTCデバイスに関して、一般的には最初のトリップによって抵抗値が最も大きく増加することが知られている。1回のトリップ後に、実施例2のデバイスでは、抵抗値が約1.19倍(9.65/8.10)となったのに対して、比較例2のデバイスでは、抵抗値が約1.32倍となり、この点でも、実施例2のPTCデバイスが好ましい。
(PTCデバイスの製造のシミュレーション)
一般的には、PTCデバイスの製造過程では、リードを取り付けた後に後述のインパルス処理および抵抗安定化処理(後述の2種の熱サイクル処理)を実施しているので、この製造過程をシミュレーションして、PTC素子に順に所定の処置を施してPTCデバイスを製造し、また、その後、PTCデバイスをトリップさせた。この間、次の抵抗値を順に測定した:
・実施例3および4において用いるPTC素子の抵抗値(「chip」とグラフにて表示)、
・このPTC素子にリードを取り付けて製造される実施例3および実施例4で製造されるPTCデバイスの抵抗値(「Assy」とグラフにて表示)、
・このPTCデバイスをDC25V/40Aで6秒間印加した後の抵抗値(即ち、インパルス処理後の抵抗値)(「インパルス」とグラフにて表示)、
・160℃(1時間保持)と0℃(1時間保持)との間の熱サイクル処理(温度変化割合2℃/分)後の抵抗値(「160←→0℃」とグラフにて表示)、
・80℃(1時間保持)と−40℃(1時間保持)との間の熱サイクル処理(温度変化割合2℃/分)後の抵抗値(「80←→−40℃」とグラフにて表示)
・PTCデバイスをトリップさせた後の抵抗値(「Trip」とグラフにて表示)
また、比較のために比較例3および比較例4と同様に半田付けによって(リフロー炉温度:250〜260℃)リードを接続する場合(即ち、従来のPTCデバイスの製造方法)についても上記抵抗値を測定した。これらの結果を図5のグラフに示す。
図4から明らかなように、本発明に基づいてリードを導電性接着剤によって取り付ける場合、PTC素子からPTCデバイスを製造する過程において、PTCデバイスの抵抗値は、元のPTC素子の抵抗値からそれほど大きく変化しない。これに対して、半田付けによってリードを取り付ける場合には、リードを取り付けると大きく抵抗値が増加し、その後のインパルス処理および抵抗安定化処理によって、PTCデバイスの抵抗値が低下して安定することが分かる。
従って、本発明の方法によってPTCデバイスを製造する場合、リードを取り付けても抵抗値が増加しないので、従来のPTCデバイスの製造方法において必要であった、インパルス処理および抵抗安定化処理の少なくとも一方、好ましくは双方を省略することができる。
尚、実施例1、2および4のPTCデバイスについて、念のためにリードと金属電極との間の接着性を、剥離強度を測定することによって確認した。剥離強度は、PTCデバイスを固定し、そして、PTCデバイスのリードの角部分をクランプで挟んで引き上げてリードを剥離する際に要した引張力を測定することによって実施した。その結果を表3に示す。
Figure 0005274019
これらの結果は、いずれのPTCデバイスについても、リードの接着性は、PTCデバイスの使用上問題無いことを意味する。
更に、JIS C0044(IEC68−22)に基づき自然落下試験を実施してリードの剥離の有無を確認した。実施例のPTCデバイスは、いずれもリードが剥離することは無かった。また、JIS C0051の端子強度試験に基づき、リードの角部分に引張力40N±10%の力を10秒±1秒加えた時のリードのずれについて外観の異常の有無を観察した。いずれの実施例のPTCデバイスについても外観の異常は無く、(前述のJIS規格に基づいた端子強度試験に)合格した。
本発明は、抵抗値の小さいPTCデバイスを製造でき、また、その製造に際して、従来必要とされていた抵抗安定化処理を省略することができる。即ち、PTC素子にリードを取り付ければ、その後に特別な処理を施すことなく、PTCデバイスとして使用することができる。

Claims (12)

  1. ポリマーPTC要素およびその両側に配置された金属電極を有して成るPTC素子、ならびに
    少なくとも一方の金属電極に電気的に接続されたリード
    を有して成るPTCデバイスの製造方法であって、
    ポリマーPTC要素は、ポリマー材料およびその中で分散している導電性フィラーを含んで成る導電性ポリマー組成物によって形成され、
    リードの金属電極への接続は、ポリマー材料の融点より低い温度で実施することを特徴とする、PTCデバイスの製造方法。
  2. リードの金属電極への接続は、リードと金属電極との間に配置した導電性接着剤によって実施する、請求項1に記載の製造方法。
  3. 導電性接着剤は紫外線硬化性樹脂を含んで成り、リードと金属電極との間に配置された導電性接着剤に紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂を硬化させることによって、リードを金属電極に接続する、請求項2に記載の製造方法。
  4. 導電性接着剤は、湿気硬化性樹脂を含んで成り、リードと金属電極との間に配置された導電性接着剤の周囲の湿気によって湿気硬化性樹脂を硬化させることにより、リードを金属電極に接続する、請求項2に記載の製造方法。
  5. 導電性接着剤は、硬化温度がポリマー材料の融点より低い熱硬化性樹脂を含んで成り、リードと金属電極との間に配置された導電性接着剤を加熱して熱硬化性樹脂を硬化させることによってリードを金属電極に接続する、請求項2に記載の製造方法。
  6. 熱硬化性樹脂の硬化温度は、ポリマー材料の融点より少なくとも20℃低い請求項5に記載の製造方法。
  7. 熱硬化性樹脂の硬化温度は、ポリマー材料の融点より少なくとも30℃低い請求項5に記載の製造方法。
  8. ポリマー材料は、高密度ポリエチレンであり、導電性接着剤は、エポキシ樹脂を含んで成る請求項5〜7のいずれかに記載の製造方法。
  9. ポリマー材料は、ポリビニリデンフルオライドであり、導電性接着剤は、エポキシ樹脂を含んで成る請求項5〜7のいずれかに記載の製造方法。
  10. リードの金属電極への接続は、リードと金属電極との間に配置した、ポリマー材料より低い融点を有する半田材料を加熱して半田材料を溶融させることによって実施する、請求項1に記載の製造方法。
  11. リードの金属電極への接続を完了することによって、製品としてのPTCデバイスを得ることができる請求項1〜10のいずれかに記載の製造方法。
  12. 請求項1〜11のいずれかの製造方法によって製造されるポリマーPTCデバイス。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101318507B1 (ko) * 2005-11-07 2013-10-16 타이코 일렉트로닉스 레이켐 케이. 케이. Ptc 디바이스
US8778462B2 (en) * 2011-11-10 2014-07-15 E I Du Pont De Nemours And Company Method for producing metalized fibrous composite sheet with olefin coating
US8741393B2 (en) 2011-12-28 2014-06-03 E I Du Pont De Nemours And Company Method for producing metalized fibrous composite sheet with olefin coating
TWI562718B (en) * 2012-06-05 2016-12-11 Ind Tech Res Inst Emi shielding device and manufacturing method thereof

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10199706A (ja) * 1996-12-19 1998-07-31 Eaton Corp 限流ptcポリマー素子及びその製造方法
JPH10208902A (ja) * 1997-01-21 1998-08-07 Tdk Corp 有機ptcサーミスタの製造方法
JP2000216002A (ja) * 1998-12-31 2000-08-04 Eaton Corp 限流ポリマ―素子
JP2001015303A (ja) * 1999-06-29 2001-01-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd サーミスタ素子
JP2001102039A (ja) * 1999-08-31 2001-04-13 Tyco Electronics Corp 電気デバイスおよびアセンブリ
JP2001511598A (ja) * 1997-07-25 2001-08-14 タイコ・エレクトロニクス・コーポレイション 導電性ポリマーを用いた電気デバイス
JP2001307904A (ja) * 2000-04-27 2001-11-02 Tdk Corp ポリマーptc素子
JP2005521256A (ja) * 2002-03-19 2005-07-14 サーモディスク インコーポレイテッド 低分子量のポリエチレン加工助剤を含むptc導電性組成物
JP2006525680A (ja) * 2003-05-02 2006-11-09 タイコ・エレクトロニクス・コーポレイション 回路保護デバイス

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4314231A (en) * 1980-04-21 1982-02-02 Raychem Corporation Conductive polymer electrical devices
CN1155011C (zh) * 1997-12-15 2004-06-23 泰科电子有限公司 电气器件
US6317248B1 (en) * 1998-07-02 2001-11-13 Donnelly Corporation Busbars for electrically powered cells
CN1529328A (zh) * 2003-10-01 2004-09-15 上海维安热电材料股份有限公司 高分子ptc热敏电阻器及其制造方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10199706A (ja) * 1996-12-19 1998-07-31 Eaton Corp 限流ptcポリマー素子及びその製造方法
JPH10208902A (ja) * 1997-01-21 1998-08-07 Tdk Corp 有機ptcサーミスタの製造方法
JP2001511598A (ja) * 1997-07-25 2001-08-14 タイコ・エレクトロニクス・コーポレイション 導電性ポリマーを用いた電気デバイス
JP2000216002A (ja) * 1998-12-31 2000-08-04 Eaton Corp 限流ポリマ―素子
JP2001015303A (ja) * 1999-06-29 2001-01-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd サーミスタ素子
JP2001102039A (ja) * 1999-08-31 2001-04-13 Tyco Electronics Corp 電気デバイスおよびアセンブリ
JP2001307904A (ja) * 2000-04-27 2001-11-02 Tdk Corp ポリマーptc素子
JP2005521256A (ja) * 2002-03-19 2005-07-14 サーモディスク インコーポレイテッド 低分子量のポリエチレン加工助剤を含むptc導電性組成物
JP2006525680A (ja) * 2003-05-02 2006-11-09 タイコ・エレクトロニクス・コーポレイション 回路保護デバイス

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