[发明专利]改进的导电聚合物器件及其加工方法

说明书

发明背景

本发明一般地涉及导电聚合物正温度系数(PTC)器件。特别是，涉及层状结构的导电聚合物正温度系数器件，该结构具有不止一层的导电聚合物PTC材料，特别地构成用于表面安装中。

包含由导电聚合物制成的元件的电子器件日益流行起来，在许多地方都有应用。这些器件获得了广泛的应用，例如，在过电流保护和自调节加热器中，使用了具有电阻正温度系数的聚合物材料。在如下的美国专利中，披露了一些有关正温度系数(PTC)聚合物材料和包含这种材料的器件的例子：

3,823,217-Kampe

4,237,441-van Konynenburg

4,238,812-Middleman等

4,317,027-Middleman等

4,329,726-Middleman等

4,413,301-Middleman等

4,426,633-Taylor

4,445,026-Walker

4,481,498-McTavish等

4,545,926-Fouts，Jr等

4,639,818-Cherian

4,647,894-Ratell

4,647,896-Ratell

4,685,025-Carlomagno

4,774,024-Deep等

4,689,475-Kleiner等

4,732,701-Nishii等

4,769,901-Nagahori

4,787,135-Nagahori

4,800,253-Kleiner等

4,849,133-Yoshida等

4,876,439-Nagahori

4,884,163-Deep等

4,907,340-Fangz等

4,951,382-Jacobs等

4,951,384-Jacobs等

4,955,267-Jacobs等

4,980,541-Shafe等

5,049,850-Evans

5,140,297-Jacobs等

5,171,774-Ueno等

5,174,924-Yamada等

5,178,797-Evans

5,181,006-Shafe等

5,190,697-Ohkita等

5,195,013-Jacobs等

5,227,946-Jacobs等

5,241,741-Sugaya

5,250,228-Baigrie等

5,280,263-Sugaya

5,358,793-Hanada等

导电聚合物正温度系数器件的一种普通结构类型可能被描述为一种层状结构。层状导电聚合物正温度系数器件包括夹在一对金属电极中间的一层导电聚合物材料，优选电极为高导电性薄金属箔材。例如如下一些美国专利：4,426,633-Taylor；5,089,801-Chan；4,937,551-Plasko；4,787,135-Nagahori；5,669,607-McGuire等；和5,802,709-Hogge等；以及国际公开号为W097/06660和WO98/12715的国际专利。

这种技术的一种相对较新的发明是多层的层状器件，其中含有两层或多层导电聚合物材料，这些材料被金属电极层(典型材料为金属箔材)交替隔开，最外层同样是金属电极。这样做的结果是该器件在单个封装内包括两个或多个并联的导电聚合物正温度系数器件。这种多层结构的优点是减小了器件在电路板上占用的表面面积(“底座”)，与单层器件相比具有更高的载流能力。

为了满足电路板上更高的器件密度的要求，工业中的发展趋势是，作为一种节约空间的措施，增加表面安装器件的使用。迄今市售的表面安装的导电聚合物正温度系数器件通常局限于在耐受电流为2.5安培以下的情况下使用，且封装的安装占用面积通常为9.5毫米×7.5毫米。近来，已开始使用安装占用面积约为4.7毫米×3.4毫米、耐受电流约为1.1安培的器件。按照当前的表面安装技术(SMT)标准来看，这个安装占用面积仍然较大。