專利名稱：具有ptc導(dǎo)電聚合體的電子元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有正溫度系數(shù)(positive temperaturecoefficient，簡稱PTC)導(dǎo)電聚合體的電子元件，特別是涉及一種利用在一個(gè)電解銅箔上形成無電鍍鎳層(electroless nickel polymer)的電極與PTC導(dǎo)電聚合體相結(jié)合方法制得的導(dǎo)電聚合體電子元件，利用PTC導(dǎo)電聚合體，確保改善PTC的性質(zhì)并且在電極和PTC導(dǎo)電聚合體之間獲得良好的化學(xué)和機(jī)械結(jié)合能力。
PTC意味著一種在相對(duì)較小的溫度范圍內(nèi)由于溫度升高引起電阻值迅速升高的性質(zhì)。具有PTC性質(zhì)的高分子物質(zhì)通常用于恒溫電線、用于防止電流過載的保護(hù)裝置、電路保護(hù)單元、加熱器以及類似的裝置。
這種導(dǎo)電聚合體與電子元件中的至少一種電極采用機(jī)械化學(xué)方法結(jié)合，以及，一種通常作為電極使用的金屬板與導(dǎo)電聚合體的結(jié)合。這種金屬板的作用是將導(dǎo)電聚合體連接到一個(gè)外部電極上，并且不會(huì)使導(dǎo)電聚合體的PTC性質(zhì)惡化?；谶@些原因，導(dǎo)電聚合體應(yīng)該有良好的結(jié)合能力以確保金屬板具有電學(xué)的以及機(jī)械的結(jié)合能力。
金屬板和導(dǎo)電聚合體之間的結(jié)合能力通常具有兩種性質(zhì)機(jī)械結(jié)合能力和化學(xué)結(jié)合能力。為了提高機(jī)械結(jié)合能力，需要一個(gè)提高金屬板表面粗糙度的過程，以抑制金屬板與導(dǎo)電聚合體之間的分離。但是，盡管具有同樣的表面粗糙度，金屬板會(huì)因?yàn)榻饘倥c聚合體之間的化學(xué)結(jié)合能力的不同而顯示出與聚合體結(jié)合能力顯著不同的能力。對(duì)于大多數(shù)像天然橡膠和聚丙烯之類的聚合體，其化學(xué)結(jié)合能力會(huì)按銅、鐵、鎳、鋁、鋅等的順序依次提高。因此，與聚合體相結(jié)合的金屬板會(huì)按照縮放性質(zhì)、利用黃銅或者鋅進(jìn)行的表面處理或者利用硅烷基的粘合應(yīng)用而進(jìn)行加工處理。
同時(shí)，電鍍是用于通過增加金屬板表面粗糙度來抑制金屬板與導(dǎo)電聚合體之間的分離性能的一種典型的方法?，F(xiàn)今，一種用于印刷電路板(在這里用PCB代替)的銅板電鍍箔以及一種用在具有PTC性質(zhì)的電子元件中的金屬板都可以使用這種方法制備。
用于PCB的銅板電鍍箔可制成10～150μm的厚度，在這種電鍍箔中在一種棱錐形式的節(jié)點(diǎn)上形成環(huán)狀節(jié)點(diǎn)，對(duì)于導(dǎo)電聚合體起到機(jī)械固定作用。
為了制造PCB，銅箔在基礎(chǔ)板上被碾壓，然后被加熱加壓。銅箔應(yīng)當(dāng)具有耐化學(xué)腐蝕性能(例如需要耐酸)、與基板相聯(lián)接進(jìn)行蝕刻之后的耐變色性能以及蝕刻后不能生銹的性能?；谶@些原因，PCB使用的銅箔表面會(huì)被一層含有鋅、銦、黃銅或者類似物的涂層所覆蓋(第51-35711號(hào)日本專利公開)，或者使用一種兩層的電鍍銅層(第53-39376號(hào)日本專利公開)。在這些例子中，通過在陰極上含有銅離子、鋅離子、強(qiáng)酸和堿的電鍍槽中，對(duì)銅箔表面進(jìn)行電鍍，然后對(duì)其進(jìn)行鉻酸鹽處理制成銅-鋅層(第5,304,428號(hào)美國專利)。
其它的與具有PTC性質(zhì)的導(dǎo)電聚合體電子裝置相關(guān)的技術(shù)在第4,426,633號(hào)美國專利、第4,689,475號(hào)美國專利、第4,800,253號(hào)美國專利、第5,874,885號(hào)美國專利和第5,234,573號(hào)美國專利等專利技術(shù)中均有披露。
但是，采用電解電鍍(electrolytic plating)或者電鍍(electrodeposition)制得的傳統(tǒng)電極表現(xiàn)出厚度不均勻性，這會(huì)導(dǎo)致電極與PTC聚合體相分離。
因而，本發(fā)明的發(fā)明人為解決上述問題，通過將用于PCB的電鍍銅箔進(jìn)行無電電鍍生產(chǎn)一種厚度均勻的電極。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種有正溫度系數(shù)的(PTC)導(dǎo)電聚合體的電子裝置，這種裝置包括在電鍍銅箔兩邊具有無電-電鍍鎳金屬層的電極和焊接在電極間的PTC導(dǎo)電聚合體，其特征在于無電-電鍍鎳金屬具有均勻的厚度，以保證PTC導(dǎo)電聚合體具有足夠的結(jié)合能力。
電鍍銅箔的表面粗糙度最好在1～20μm之間，并且無電-電鍍鎳金屬層的厚度最好在0.01～10μm之間。


圖1是本發(fā)明中所使用的一個(gè)電鍍銅箔的表面照片；圖2是一個(gè)厚度為1μm的無電鎳金屬-電鍍板的電鍍銅箔樣本的表面照片；圖3是本發(fā)明的一種電子裝置；以及圖4是根據(jù)第一到第三實(shí)施例所得的電子裝置的電阻-溫度曲線圖。
具有PTC性質(zhì)的導(dǎo)電聚合體可以通過將導(dǎo)電裝填物、交叉連接媒質(zhì)、抗氧化劑等與有機(jī)聚合體混合得到。
在這里，有機(jī)聚合體可以是聚乙烯、乙烯-丙烯基酸共聚物、乙烯-乙烷基丙烯酸共聚物、乙烯-乙烯基醋酸聚合物和乙酸-丁基丙烯酸聚合物中的一種，其中，最好采用聚乙烯。
導(dǎo)電填充物可以是粉狀鎳金屬、金粉、銅粉、銀粉銅、合金粉末、碳黑、碳粉或者碳石墨中的一種，其中，最好采用碳黑。
金屬電極由無電-電鍍一種金屬制得，這種電極對(duì)于PTC導(dǎo)電聚合體具有良好的化學(xué)結(jié)合能力，在電鍍銅箔上具有良好的機(jī)械結(jié)合能力。電鍍銅箔的表面粗糙度Rz通過電解電鍍制造過程可以保證在1～20μm之間。本發(fā)明所使用的電鍍銅箔可以從LG Industry Co.獲得。
電鍍銅箔是一種無電-電鍍鎳金屬。無電鎳金屬-電鍍過程包括一個(gè)脫脂過程、一個(gè)浸酸過程、一個(gè)驅(qū)動(dòng)過程、一個(gè)光敏處理過程、一個(gè)無電鎳金屬-電鍍過程以及一個(gè)漂洗過程。圖2的表面照片是一個(gè)鎳金屬層厚度為1μm的無電-電鍍樣本。通過圖2，可以很容易的得知樣本的表面粗糙度和表面形態(tài)，這與實(shí)際的差別不大。
由上面的描述，鎳金屬為位于銅上的無電-電鍍層的金屬，電極2被焊接在PTC導(dǎo)電聚合體1的兩邊，以制成如圖3所示的電子裝置。
現(xiàn)在，本發(fā)明的實(shí)施例在下面進(jìn)行詳細(xì)描述。但是，這些實(shí)施例僅是一些優(yōu)選方案，不應(yīng)被看作是對(duì)本發(fā)明的限制。
這意味著本發(fā)明的電子元件不僅加強(qiáng)了位于PTC導(dǎo)電聚合體和電極之間的結(jié)合能力，也與采用傳統(tǒng)的電鍍銅箔的電子裝置一樣，保證了其電阻-溫度性質(zhì)。試驗(yàn)2濕度試驗(yàn)在濕度試驗(yàn)的前后，分別測量由實(shí)施例1以及比較例所得的電子元件的電阻。結(jié)果列于下面的表1中。表1

由表1所示，比較例中使用銅電極的電子元件，在濕度試驗(yàn)前后，電阻值有很大的不同。但是，采用實(shí)施例1的無電鎳金屬電鍍方法獲得的電子元件的電阻值在濕度試驗(yàn)后的減少值小于10mΩ。
考慮試驗(yàn)1和2所示結(jié)果，可以很容易的理解與傳統(tǒng)的采用電解電鍍和電鍍的電子元件相比，本發(fā)明的電子元件在PTC導(dǎo)電聚合體和電極之間獲得更好的PTC性質(zhì)和更好的結(jié)合能力。
本發(fā)明所采用的無電電鍍的優(yōu)點(diǎn)在于與電解電鍍或者電鍍相比，它能使不平的表面變的平整。
因此，本發(fā)明中所使用的采用在電解銅箔上無電-電鍍鎳金屬的電極的電子元件的優(yōu)點(diǎn)在于它在PTC導(dǎo)電聚合體上獲得更好的機(jī)械和化學(xué)結(jié)合能力，以及對(duì)PTC性質(zhì)的改變。
由上面所描述的本發(fā)明的具有PTC導(dǎo)電聚合體的電子元件需要和實(shí)施例結(jié)合理解。但是所有基于本發(fā)明意圖和范圍的任何改變都處于本發(fā)明所保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種具有正溫度系數(shù)(PTC)導(dǎo)電聚合體的電子元件，包括在電鍍銅箔的兩邊含有無電-電鍍鎳金屬層的電極；以及焊接在電極之間的PTC導(dǎo)電聚合體，其特征在于無電-電鍍鎳金屬層的厚度均勻，以確保PTC導(dǎo)電聚合體具有足夠的結(jié)合能力。
2.如權(quán)利要求1所示電子元件，其特征在于電鍍銅箔的表面粗糙度在1～20μm之間。
3.如權(quán)利要求1所示電子元件，其特征在于無電-電鍍鎳金屬層的厚度在0.01～10μm之間。
全文摘要
一種具有PTC導(dǎo)電聚合體的電子裝置由結(jié)合電極制得，其中在電鍍銅箔上形成無電鎳金屬電鍍層與PTC導(dǎo)電聚合體。電極有位于電鍍銅箔兩邊的無電－電鍍鎳金屬層，并且PTC導(dǎo)電聚合體被焊接在類似于三明治形式的電極之間。因?yàn)闊o電－電鍍鎳金屬電子元件的厚度均勻，電子元件會(huì)在電極和PTC導(dǎo)電聚合體之間獲得改善的PTC性質(zhì)以及獲得良好的化學(xué)和機(jī)械結(jié)合能力。
文檔編號(hào)H01C7/02GK1418451SQ01806684
公開日2003年5月14日 申請(qǐng)日期2001年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月8日
發(fā)明者崔水安, 李鐘昊, 崔淌熙, 金泰成 申請(qǐng)人:Lg電線有限公司