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WO1999038359A1 - Composant electrique comprenant une plaquette en ceramique portant une piste resistive et/ou conductrice serigraphiee - Google Patents

Composant electrique comprenant une plaquette en ceramique portant une piste resistive et/ou conductrice serigraphiee Download PDF

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WO1999038359A1
WO1999038359A1 PCT/FR1998/002737 FR9802737W WO9938359A1 WO 1999038359 A1 WO1999038359 A1 WO 1999038359A1 FR 9802737 W FR9802737 W FR 9802737W WO 9938359 A1 WO9938359 A1 WO 9938359A1
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plate
cover
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metal plate
resin
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PCT/FR1998/002737
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Philippe Dodier
Thierry Gailhard
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SEB SA
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    • D06F75/24—Arrangements of the heating means within the iron; Arrangements for distributing, conducting or storing the heat
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • D06F75/08—Hand irons internally heated by electricity
    • D06F75/26—Temperature control or indicating arrangements
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    • H05B3/08—Heater elements structurally combined with coupling elements or holders having electric connections specially adapted for high temperatures
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    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • H05B3/26—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base
    • H05B3/265—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base the insulating base being an inorganic material, e.g. ceramic
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    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • H05B3/28—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor embedded in insulating material
    • H05B3/30—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor embedded in insulating material on or between metallic plates

Definitions

  • the present invention relates to an electrical component comprising an electrically insulating ceramic plate carrying on one of its faces a resistive and / or conductive screen-printed track, the other face of this ceramic plate being in contact with a metal plate intended to be heated or whose temperature you want to measure.
  • the invention also relates to a household appliance with steam and in particular a steam iron comprising an electrical component of the above type.
  • one of the problems to be solved is to provide a lasting electrical connection and electrical insulation of the electrical component and its connectors in a hot and humid environment, namely at a temperature between 250 and 300 ° C and a humidity level of 100%.
  • the above component is most often fixed on the plate whose temperature is to be raised by a layer of adhesive (for example silicone) ensuring mechanical strength and thermal transfer.
  • the electrical connection can be made by a combination of studs and bonded wires or by metal contacts maintained under pressure against the resistive and / or conductive tracks.
  • Such a construction has the disadvantage that under the combined effects of 2 temperature and steam, the electrical contacts peel off or oxidize; moreover, by condensing on the circuit, the vapor causes priming at different points thereof.
  • the object of the present invention is to remedy the above drawbacks.
  • the invention thus relates to an electrical component comprising an electrically insulating ceramic plate carrying on one of its faces a resistive and / or conductive screen-printed track, the other face of this ceramic plate being in contact with a metal plate intended to be heated or whose temperature is to be measured, the track comprising at least one metallized end for establishing an electrical connection with a conductive wire.
  • this electrical component is characterized in that the conductive wire is welded to said metallized end and in that the ceramic plate is entirely covered by a metal cover whose peripheral edges surround said plate and are fixed in a sealed manner to the metal plate by means of a resin, the side wall of said cover comprising at least one opening for the passage of the conductive wire or wires, the or said openings being closed by a sealing resin.
  • said cover has a rectangular shape whose lateral faces have a height greater than the thickness of the ceramic plate so as to leave a space between the track and the upper wall of the cover.
  • the conductive wire welded to said metallized end is covered with an adhesive based on epoxy resin.
  • the ceramic plate is bonded to the metal plate by means of a layer of adhesive.
  • the adhesive layer projects beyond the periphery of the ceramic plate so as to simultaneously bond the peripheral edge of the cover to the metal plate.
  • said adhesive layer is thick enough to seal the opening (s) of the conductive wire (s).
  • said space located between the upper wall of the cover and the resistive and / or conductive track is filled with a resin, this resin itself ensuring the fixing of the cover on the metal plate and the closure. of the passage opening (s) of the conductor wire (s).
  • said metal plate forms part of the sole of a steam iron.
  • the invention also relates to a household appliance, in particular a steam iron comprising an electrical component of the above type.
  • FIG. 1 is a partial longitudinal sectional view of a soleplate of a steam iron comprising an electrical component according to the invention
  • - Figure 2 is an enlarged view of detail A of Figure 1;
  • - Figure 3 is a partial plan view of the ceramic plate showing the resistive and / or conductive track and the metallized ends thereof;
  • FIG. 4 is a partial plan view showing the electrical connection of the conductive wire on the metallized end of the resistive and / or conductive track. 4
  • the electrical component 1 comprises an electrically insulating plate 2 made of ceramic bearing on one of its faces (see FIG. 3) a resistive and / or conductive track 4 screen printed. The other side of this ceramic plate 2 is in contact with a metal plate 3 (see FIG. 1) intended to be heated or whose temperature is to be measured.
  • the resistive and / or conductive track 4 has at least one metallized end 5 (two in the example of FIG. 3), to establish an electrical connection with a conductive wire 6.
  • the conductive wire 6 is welded to the metallized end 5. Furthermore, the ceramic plate 2 is entirely covered by a metal cover 8 whose peripheral edges 8b surround the plate 2 and are fixed in a sealed manner to the metal plate 3 by means of a resin or glue.
  • the side wall 8a of the cover 8 comprises at least one opening 9 (see FIGS. 2 and 4) for the passage of the conductive wire or wires 6, the said opening or openings being closed by a sealing resin.
  • the cover 8 has a rectangular shape whose side faces 8a have a height greater than the thickness of the ceramic plate 2, so as to leave a space ê between the resistive and / or conductive screen-printed track 4 and the upper wall of the cover 8.
  • the conductive wire 6 welded to the metallized end 5 is covered with an adhesive 10, for example based on epoxy resin.
  • the metallized end (s) 5 are metallized by means of a layer of silver.
  • the ceramic plate 2 is bonded to the metal plate 3 by means of a layer of adhesive. 5
  • the aforementioned adhesive layer projects beyond the periphery of the ceramic plate 2 so as to simultaneously bond the peripheral edges 8b of the cover 8 to the metal plate 3.
  • said layer of adhesive is thick enough to seal the opening (s) 9 of the conductor wire (s) 6.
  • the space - located between the upper wall of the cover 8 and the resistive and / or conductive track 4 is filled with a resin 11.
  • This resin 11 itself provides the fixing of the cover 8 on the metal plate 3 and the obturation of the opening or openings 9 for the passage of the conducting wire or wires 6.
  • a layer of resin 11 is present between the peripheral edge 8b of the cover 8 as well as between the ceramic plate 2 and the side faces 8a of the cover 8.
  • the resin 11 covers the ceramic plate 2 but does not entirely fill the space e.
  • the resin 11 also covers the conductive wire 6 welded to the metal end 5.
  • the metal plate 3 is made of aluminum.
  • the metal plate 3 is part of the heating soleplate of a steam iron.
  • This heating sole is constituted by a molded element 12 of aluminum in which is coated a tubular electrical resistance (not shown) for heating.
  • a cavity 13 is formed between the element 12 and the plate 3.
  • the electrical component 1 described above fixed to the plate 3 is located in the 6 cavity 13.
  • the resistive and / or conductive track 4 screen printed on the ceramic plate 2 can be used to heat a determined area of the cap 3 of the soleplate of the iron. In another application, this resistive and / or conductive track 4 can be used to accurately measure the temperature of the cover 3.
  • the cover may have a non-parallelepiped shape.
  • the invention finds its application in the technical field of household electrical appliances with steam and in particular steam irons.

Landscapes

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Abstract

La plaquette en céramique (2) est en contact avec une plaque métallique (3) destinée à être chauffée ou dont on veut mesurer la température. La piste résistive et/ou conductrice comporte au moins une extrémité métallisée pour établir une connexion électrique avec un fil conducteur (6). Le fil conducteur (6) est soudé sur ladite extrémité métallisée et la plaquette en céramique (2) est entièrement recouverte par un capot métallique (8) dont les rebords périphériques (8b) entourent ladite plaquette (2) et sont fixés de façon étanche à la plaque métallique (3) au moyen d'une résine, la paroi latérale (8a) dudit capot (8) comportant au moins une ouverture pour le passage du ou des fils conducteurs (6), la ou lesdites ouvertures étant obturées par une résine d'étanchéité.

Description

COMPOSANT ÉLECTRIQUE COMPRENANT UNE PLAQUETTE EN
CÉRAMIQUE PORTANT UNE PISTE RÉSISTIVE
ET/OU CONDUCTRICE SÉRIGRAPHIÉE
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne un composant électrique comprenant une plaquette électriquement isolante en céramique portant sur l'une de ses faces une piste résistive et/ou conductrice sérigraphiée, l'autre face de cette plaquette en céramique étant en contact avec une plaque métallique destinée à être chauffée ou dont on veut mesurer la température.
L'invention vise également un appareil électroménager à vapeur et en particulier un fer à repasser à vapeur comportant un composant électrique du type ci-dessus.
TECHNIQUE ANTERIEURE
Dans un appareil du type ci-dessus, l'un des problèmes à résoudre est d'assurer de façon durable le raccordement électrique et l'isolation électrique du composant électrique et de sa connectique dans une ambiance chaude et humide, à savoir à une température comprise entre 250 et 300°C et un taux d'humidité de 100%.
Le composant ci-dessus est le plus souvent fixé sur la plaque dont on veut élever la température par une couche de colle (par exemple silicone) assurant tenue mécanique et transfert thermique. Le raccordement électrique peut être réalisé par une association de plots et de fils collés ou par contacts métalliques maintenus en pression contre les pistes résistives et/ou conductrices.
Un telle construction présente l'inconvénient que sous les effets conjugués de 2 la température et de la vapeur, les contacts électriques se décollent ou s'oxydent ; de plus, en se condensant sur le circuit, la vapeur provoque des amorçages en différents points de celui-ci.
EXPOSE DE L'INVENTION
Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients ci-dessus.
L'invention vise ainsi un composant électrique comprenant une plaquette électriquement isolante en céramique portant sur l'une de ses faces une piste résistive et/ou conductrice sérigraphiée, l'autre face de cette plaquette en céramique étant en contact avec une plaque métallique destinée à être chauffée ou dont on veut mesurer la température, la piste comportant au moins une extrémité métallisée pour établir une connexion électrique avec un fil conducteur.
Suivant l'invention, ce composant électrique est caractérisé en ce que le fil conducteur est soudé sur ladite extrémité métallisée et en ce que la plaquette en céramique est entièrement recouverte par un capot métallique dont les rebords périphériques entourent ladite plaquette et sont fixés de façon étanche à la plaque métallique au moyen d'une résine, la paroi latérale dudit capot comportant au moins une ouverture pour le passage du ou des fils conducteurs, la ou lesdites ouvertures étant obturées par une résine d'étanchéité.
L'ensemble des dispositions ci-dessus permet au composant électrique selon l'invention de résister aux conditions de température et d'humidité évoquées plus haut. Selon une version avantageuse de l'invention, ledit capot a une forme parallélépipédique dont les faces latérales présentent une hauteur supérieure à l'épaisseur de la plaquette en céramique de façon à laisser un espace entre la piste et la paroi supérieure du capot.
De préférence, le fil conducteur soudé sur ladite extrémité métallisée est recouvert par une colle à base de résine époxy. 3
Avantageusement la plaquette céramique est collée sur la plaque métallique au moyen d'une couche de colle.
Selon une version préférée de l'invention, la couche de colle déborde à la périphérie de la plaquette céramique de façon à assurer simultanément le collage du rebord périphérique du capot sur la plaque métallique.
Avantageusement ladite couche de colle est suffisamment épaisse pour assurer l'étanchéité de la ou des ouvertures du ou des fils conducteurs.
Selon une autre version préférée de l'invention ledit espace situé entre la paroi supérieure du capot et la piste résistive et/ou conductrice est rempli par une résine, cette résine assurant elle-même la fixation du capot sur la plaque métallique et l'obturation de la ou des ouvertures de passage du ou des fils conducteurs.
Dans une application préférée de l'invention, ladite plaque métallique fait partie de la semelle d'un fer à repasser à vapeur. L'invention vise également un appareil électroménager en particulier un fer à repasser à vapeur comportant un composant électrique du type ci-dessus.
DESCRIPTION SOMMAIRE DES DESSINS
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après.
Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs :
- la figure 1 est une vue en coupe longitudinale partielle d'une semelle de fer à repasser à vapeur comportant un composant électrique selon l'invention ;
- la figure 2 est une vue à plus grande échelle du détail A de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en plan partielle de la plaquette céramique montrant la piste résistive et/ou conductrice et les extrémités métallisées de celle-ci ;
- la figure 4 est une vue en plan partielle montrant la connexion électrique du fil conducteur sur l'extrémité métallisée de la piste résistive et/ou conductrice. 4
MEILLEURE MANIERE DE REALISER L'INVENTION
Dans la réalisation représentée sur les figures annexées, le composant électrique 1 comprend une plaquette électriquement isolante 2 en céramique portant sur l'une de ses faces (voir figure 3) une piste résistive et/ou conductrice 4 sérigraphiée. L'autre face de cette plaquette en céramique 2 est en contact avec une plaque métallique 3 (voir figure 1) destinée à être chauffée ou dont on veut mesurer la température.
La piste résistive et/ou conductrice 4 comporte au moins une extrémité métallisée 5 (deux dans l'exemple de la figure 3), pour établir une connexion électrique avec un fil conducteur 6.
Conformément à l'invention, le fil conducteur 6 est soudé sur l'extrémité métallisée 5. Par ailleurs, la plaquette en céramique 2 est entièrement recouverte par un capot métallique 8 dont les rebords périphériques 8b entourent la plaquette 2 et sont fixés de façon étanche à la plaque métallique 3 au moyen d'une résine ou colle. D'autre part, la paroi latérale 8a du capot 8 comporte au moins une ouverture 9 (voir figures 2 et 4) pour le passage du ou des fils conducteurs 6, la ou lesdites ouvertures étant obturées par une résine d'étanchéité.
On voit sur la figure 1 que le capot 8 a une forme parallélépipédique dont les faces latérales 8a présentent une hauteur supérieure à l'épaisseur de la plaquette en céramique 2, de façon à laisser un espace ê entre la piste résistive et/ou conductrice sérigraphiée 4 et la paroi supérieure du capot 8.
D'autre part, dans l'exemple représenté sur les figures 2 et 4, le fil conducteur 6 soudé sur l'extrémité métallisée 5 est recouvert par une colle 10, par exemple à base de résine époxy.
De préférence, la ou les extrémités métallisées 5 sont métallisées au moyen d'une couche d'argent.
Selon une disposition avantageuse de l'invention, non montrée aux figures, la plaquette céramique 2 est collée sur la plaque métallique 3 au moyen d'une couche de colle. 5
Selon une version préférée de l'invention, la couche de colle précitée déborde à la périphérie de la plaquette céramique 2 de façon à assurer simultanément le collage des rebords périphériques 8b du capot 8 sur la plaque métallique 3.
Avantageusement ladite couche de colle est suffisamment épaisse pour assurer l'étanchéité de la ou des ouvertures 9 du ou des fils conducteurs 6.
Selon une autre version préférée de l'invention, telle que représenté sur les figures 1 et 2, l'espace - situé entre la paroi supérieure du capot 8 et la piste résistive et/ou conductrice 4 est rempli par une résine 11. Cette résine 11 assure elle-même la fixation du capot 8 sur la plaque métallique 3 et l'obturation de la ou des ouvertures 9 de passage du ou des fils conducteurs 6. Tel que montré à la figure 2 une couche de résine 11 est présente entre le rebord périphérique 8b du capot 8 ainsi que entre la plaquette céramique 2 et les faces latérales 8a du capot 8. A titre de variante la résine 11 recouvre la plaquette céramique 2 mais ne remplit pas entièrement l'espace e. Selon une variante avantageuse, non montrée aux figures, la résine 11 recouvre également le fil conducteur 6 soudé sur l'extrémité métallique 5.
Dans une réalisation simplifiée, aucune résine n'est coulée dans l'espace e, et le rebord périphérique 8b du capot 8 est simplement collé au moyen d'une résine sur la plaque 3. De préférence, la plaque métallique 3 est en aluminium.
Dans l'exemple de la figure 1 , la plaque métallique 3 fait partie de la semelle chauffante d'un fer à repasser à vapeur.
Cette semelle chauffante est constituée par un élément moulé 12 en aluminium dans lequel est enrobée une résistance électrique tubulaire (non représentée) de chauffage.
A cet élément moulé 12 est fixée une coiffe constituée par la plaque 3 en aluminium.
Une cavité 13 est ménagée entre l'élément 12 et la plaque 3.
Le composant électrique 1 décrit plus haut fixé à la plaque 3 est situé dans la 6 cavité 13.
La piste résistive et/ou conductrice 4 sérigraphiée sur la plaquette en céramique 2 peut être utilisée pour chauffer une zone déterminée de la coiffe 3 de la semelle du fer à repasser. Dans une autre application, cette piste résistive et/ou conductrice 4 peut être utilisée pour mesurer avec précision la température de la coiffe 3.
Dans cette application, on transforme la variation de la résistance de la piste résistive et/ou conductrice 4, par exemple au moyen d'un pont de Wheastone, en un signal électrique qui est converti en unités de température. Les essais ont montré que le composant électrique 1 que l'on vient de décrire résistait remarquablement bien aux différentes contraintes thermiques, électriques et mécaniques auxquelles sont soumis les fers à repasser à vapeur.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple que l'on vient de décrire et on peut apporter à celui-ci de nombreuses modifications sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, le capot peut présenter une forme non parallélépipédique.
POSSIBILITE D'APPLICATION INDUSTRIELLE
L'invention trouve son application dans le domaine technique des appareils électroménagers à vapeur et en particulier les fers à repasser à vapeur.

Claims

REVENDICATIONS
1. Composant électrique (1) comprenant une plaquette (2) électriquement isolante en céramique portant sur l'une de ses faces une piste résistive et/ou conductrice (4) sérigraphiée, l'autre face de cette plaquette en céramique (2) étant en contact avec une plaque métallique (3) destinée à être chauffée ou dont on veut mesurer la température, la piste (4) comportant au moins une extrémité métallisée (5) pour établir une connexion électrique avec un fil conducteur (6), caractérisé en ce que le fil conducteur (6) est soudé sur ladite extrémité métallisée (5) et en ce que la plaquette en céramique (2) est entièrement recouverte par un capot métallique (8) dont les rebords périphériques (8b) entourent ladite plaquette (2) et sont fixés de façon étanche à la plaque métallique (3) au moyen d'une résine, la paroi latérale (8a) dudit capot (8) comportant au moins une ouverture (9) pour le passage du ou des fils conducteurs (6), la ou lesdites ouvertures étant obturées par une résine d'étanchéité.
2. Composant conforme à la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit capot (8) a une forme parallélépipédique dont les faces latérales (8a) présentent une hauteur supérieure à l'épaisseur de la plaquette en céramique (2), de façon à laisser un espace (e) entre la piste (4) et la paroi supérieure du capot (8).
3. Composant conforme à l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le fil conducteur (6) soudé sur ladite extrémité métallisée (5) est recouvert par une colle (10) à base de résine époxy.
4. Composant conforme à l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la plaquette céramique (2) est collée sur la plaque métallique (3) au moyen d'une couche de colle.
5. Composant conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que la couche de colle déborde à la périphérie de la plaquette céramique (2) de façon à assurer simultanément le collage des rebords périphériques (8b) du capot (8) 8 sur la plaque métallique (3).
6. Composant conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que ladite couche de colle est suffisamment épaisse pour assurer l'étanchéité de la ou des ouvertures (9) du ou des fils conducteurs (6).
7. Composant conforme à l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que ledit espace (e) situé entre la paroi supérieure du capot (8) et la piste résistive et/ou conductrice (4) est rempli au moins partiellement par une résine (11), cette résine (11) assurant elle-même la fixation du capot (8) sur la plaque métallique (3) et l'obturation de la ou des ouvertures (9) de passage du ou des fils conducteurs (6).
8. Composant conforme à l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'extrémité métallisée (5) du ou des fils conducteurs (6) est métallisée au moyen d'une couche d'argent.
9. Composant conforme à l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite plaque métallique (3) est en aluminium.
10. Composant conforme à l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ladite plaque métallique (3) fait partie d'une semelle d'un fer à repasser à vapeur.
11. Appareil électroménager à vapeur comportant un composant électrique (1) conforme à l'une des revendications 1 à 10.
12. Appareil électroménager à vapeur conforme à la revendication 11 , caractérisé en ce qu'il est constitué par un fer à repasser.
13. Fer à repasser conforme à la revendication 12, comprenant une semelle chauffante constituée par un élément moulé (12) en aluminium dans lequel est enrobée une résistance électrique tubulaire de chauffage, élément (12) auquel est fixée une plaque en aluminium, une cavité (13) étant ménagée entre ledit élément (12) et ladite plaque (3) et un composant électrique (1), conforme à l'une des revendications 1 à 8, fixé à ladite plaque (3) étant situé dans ladite cavité (13).
PCT/FR1998/002737 1998-01-23 1998-12-15 Composant electrique comprenant une plaquette en ceramique portant une piste resistive et/ou conductrice serigraphiee Ceased WO1999038359A1 (fr)

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AU15687/99A AU1568799A (en) 1998-01-23 1998-12-15 Glass fibre coating composition, method using said composition and resulting product
US09/381,699 US6144014A (en) 1998-01-23 1998-12-15 Electric composition comprising small ceramic plate carrying a screened resistive and/or conductive pattern
BR9808035-0A BR9808035A (pt) 1998-01-23 1998-12-15 Componente elétrico compreendendo uma plaqueta em cerâmica contendo uma fita resistiva e/ou condutora serigrafada.

Applications Claiming Priority (2)

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