專利名稱：表面貼裝型高分子ptc元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于過電流防護(hù)的電子元器件，具體涉及一種表面貼裝型高分子PTC元件。
背景技術(shù)：
功能高分子材料是目前材料科學(xué)研究的熱點(diǎn)，具有PTC特性的高分子復(fù)合導(dǎo)電材料便是其中的佼佼者，迄今學(xué)術(shù)界產(chǎn)業(yè)界都在踴躍地對(duì)它進(jìn)行研究開發(fā)。所謂高分子PTC 復(fù)合導(dǎo)電材料，就是具有PTC(positive temperature coefficient “正溫度系數(shù)”)電阻特性的高分子復(fù)合導(dǎo)電材料。也就是說，在一定的溫度范圍內(nèi)，這種導(dǎo)電材料自身的電阻率會(huì)隨溫度的升高而增大。這種過流過溫保護(hù)元件由高分子材料填充導(dǎo)電粒子復(fù)合而成。所述的高分子材料包括熱固性聚合物和熱塑性聚合物，熱塑性聚合物包括聚乙烯、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯等；熱固性聚合物主要有環(huán)氧樹脂。導(dǎo)電粒子包括碳黑、金屬粉末和導(dǎo)電陶瓷粉，以及表面鍍有金屬的石墨、炭黑、陶瓷微珠、玻璃微珠。常用的金屬粉末包括銀粉、銅粉、鋁粉、鎳粉、 不銹鋼粉。利用高分子PTC復(fù)合導(dǎo)電材料制成高分子過流過溫保護(hù)元件，可以作為電路的過流過溫保護(hù)裝置。其串聯(lián)在電路中使用，電路正常工作時(shí)，通過高分子過流過溫保護(hù)元件的電流較低，其溫度較低，呈現(xiàn)低電阻狀態(tài)，不會(huì)影響電路正常工作。而當(dāng)由電路故障引起的大電流通過此高分子過流過溫保護(hù)元件時(shí)，其溫度會(huì)突然升高，引起其自身電阻值驟然變大，這樣就使電路呈現(xiàn)近似斷路狀態(tài)，從而起到保護(hù)電路作用。當(dāng)故障排除后，高分子過流過溫保護(hù)元件的溫度下降，其電阻值又可恢復(fù)到低阻值狀態(tài)。因此，其實(shí)這是一種可以自動(dòng)恢復(fù)的保險(xiǎn)絲，已廣泛地應(yīng)用到計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備、汽車電子、家用及工業(yè)控制電器設(shè)備等領(lǐng)域中。高分子過流過溫保護(hù)元件在過流防護(hù)領(lǐng)域已經(jīng)得到普遍應(yīng)用，電子元器件的可表面貼裝化是目前的發(fā)展趨勢(shì)，這也對(duì)高分子過流過溫保護(hù)元件的封裝技術(shù)提出了更高的要求。目前普遍使用的表面貼裝型高分子PTC元件，由于采用直接在PTC芯片表面的金屬箔電極上蝕刻圖形，并且在PTC芯片上鉆通孔鍍銅形成端頭電極，這樣如果金屬箔蝕刻不完全， 殘余的金屬存在造成元件在通電時(shí)容易出現(xiàn)電弧燃燒，導(dǎo)致事故隱患。中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)200710041075. 4也公開了另外一種表面貼裝型過流過溫保護(hù)元件及其制造方法。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種可以消除電弧燃燒隱患的表面貼裝型 PTC元件，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種表面貼裝型高分子 PTC元件，包括以下部分PTC芯片，左右兩端各設(shè)有一個(gè)缺口 ；上極板，由導(dǎo)電材料制成，貼合在PTC芯片的上表面，上極板的左端設(shè)有一個(gè)與PTC芯片左端的缺口相對(duì)齊的缺口 ；上蓋板，由絕緣材料制成，貼合在所述上極板的上面，從上蓋板的左端向下延伸一左絕緣凸臺(tái)并嵌入所述PTC芯片和上極板左端的的缺口中；下極板，由導(dǎo)電材料制成，貼合在PTC芯片的下表面，下極板的右端設(shè)有一個(gè)與PTC芯片右端的缺口相對(duì)齊的缺口 ；下蓋板，由絕緣材料制成，貼合在所述下極板的下面，從下蓋板的右端向上延伸一右絕緣凸臺(tái)并嵌入所述PTC 芯片和下極板右端的的缺口中；左、右焊盤，貼合在至少一個(gè)蓋板表面的左、右兩端，左、右焊盤之間由阻焊膜絕緣分隔，所述蓋板表面為上蓋板的上表面和下蓋板的下表面；左通孔， 貫穿所述左焊盤、上蓋板、左絕緣凸臺(tái)、下極板和下蓋板，左通孔的內(nèi)壁上設(shè)有左端頭，左端頭將所述左焊盤與下極板導(dǎo)通；右通孔，貫穿所述右焊盤、上蓋板、上極板、右絕緣凸臺(tái)和下蓋板，右通孔的內(nèi)壁上設(shè)有右端頭，右端頭將所述右焊盤與上極板導(dǎo)通。優(yōu)選地，所述左、右焊盤各有兩個(gè)，分別為貼合在上蓋板上表面的左上焊盤和右上焊盤、貼合在下蓋板下表面的左下焊盤和右下焊盤。優(yōu)選地，所述PTC芯片、上極板和下極板上的缺口為半圓形或半橢圓形。優(yōu)選地，所述左通孔、右通孔為半圓形或半橢圓形通孔。優(yōu)選地，所述左端頭、右端頭由金屬鍍層構(gòu)成。優(yōu)選地，所述左、右焊盤由金屬層構(gòu)成。進(jìn)一步地，所述金屬層為內(nèi)層是銅層、外層是鎳層；或內(nèi)層是銅層、外層是錫層； 或內(nèi)層是銅層、中間層是鎳層、外層是金層；或內(nèi)層是銅層、中間層是鎳層、外層是錫層。優(yōu)選地，所述上蓋板和下蓋板采用復(fù)合樹脂片制成。優(yōu)選地，所述阻焊膜選自環(huán)氧樹脂、聚酰胺或聚酯中的一種。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有顯著的有益效果，無需對(duì)PTC芯片兩側(cè)的上、下極板進(jìn)行蝕刻，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、制造更方便，通過將左、右端頭穿過上、下蓋板后嵌入PTC芯片缺口部分的絕緣凸臺(tái)內(nèi)，不直接接觸PTC芯片，耐電弧能力大大提高。

圖1是本實(shí)用新型表面貼裝型高分子PTC元件一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)分解圖。圖2是實(shí)用新型表面貼裝型高分子PTC元件的一種立體外形圖。圖3是本實(shí)用新型PTC元件的制造方法在完成步驟6)后的多層復(fù)合板材正面示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型表面貼裝型高分子PTC元件包括PTC芯片6，PTC芯片6的左右兩端各設(shè)有一個(gè)缺口 61、62。由導(dǎo)電材料制成的上極板5貼合在PTC芯片6的上表面，上極板5的左端設(shè)有一個(gè)與PTC芯片左端的缺口 61相對(duì)齊的缺口 51 ；由絕緣材料制成的上蓋板4貼合在上極板5的上面，從上蓋板4的左端向下延伸一左絕緣凸臺(tái)41并嵌入上述PTC芯片6和上極板5左端的的缺口 61、51中；由導(dǎo)電材料制成的下極板7貼合在 PTC芯片6的下表面，下極板7的右端設(shè)有一個(gè)與PTC芯片右端的缺口 62相對(duì)齊的缺口 71 ； 由絕緣材料制成的下蓋板8貼合在下極板7的下面，從下蓋板8的右端向上延伸一右絕緣凸臺(tái)81并嵌入所述PTC芯片6和下極板7右端的的缺口 62、71中。上述PTC芯片6、上極
4板5和下極板7上的缺口 61、62、51、71可以是方形、圓形等各種形狀，但優(yōu)選為半圓形或半橢圓形。左上焊盤2和右上焊盤3貼合在上蓋板4上表面的左、右兩端，左上焊盤2和右上焊盤3之間由阻焊膜1絕緣分隔；左下焊盤11和右下焊盤9貼合在下蓋板8下表面的左、 右兩端，左下焊盤11和右下焊盤9之間由阻焊膜10絕緣分隔。左、右焊盤2、3、9、11由金屬層構(gòu)成，優(yōu)選地，金屬層為內(nèi)層是銅層、外層是鎳層；或內(nèi)層是銅層、外層是錫層；或內(nèi)層是銅層、中間層是鎳層、外層是金層；或內(nèi)層是銅層、中間層是鎳層、外層是錫層。阻焊膜1、 10可以選自環(huán)氧樹脂、聚酰胺或聚酯中的一種。在PTC元件的左、右兩端分別設(shè)有左通孔14和右通孔15，左通孔14貫穿所述左焊盤2、11、上蓋板4、左絕緣凸臺(tái)41、下極板7和下蓋板8，左通孔14的內(nèi)壁上設(shè)有左端頭13， 左端頭13將左焊盤2、11與下極板7導(dǎo)通；右通孔15貫穿所述右焊盤3、9、上蓋板4、上極板5、右絕緣凸臺(tái)81和下蓋板8，右通孔15的內(nèi)壁上設(shè)有右端頭12，右端頭12將右焊盤3、 9與上極板5導(dǎo)通。優(yōu)選地，左端頭13、右端頭12由金屬鍍層構(gòu)成。左通孔14、右通孔15 的形狀可以為方形、圓形等各種形狀，但優(yōu)選為半圓形或半橢圓形。需要說明的是，以上實(shí)施例中左、右焊盤各有兩個(gè)，分別為貼合在上蓋板4上表面的左上焊盤2和右上焊盤3、貼合在下蓋板8下表面的左下焊盤11和右下焊盤9。由于左上焊盤2和右上焊盤3分別與上極板5、下極板7導(dǎo)電連接，左下焊盤11和右下焊盤9也分別與上極板5、下極板7導(dǎo)電連接，因此，不論以PTC元件的上表面還是下表面作為貼裝表面， 都能將PTC元件的兩極有效地連接在電路中。但本實(shí)用新型也可以只有一對(duì)左、右焊盤，比如只有上面的的一對(duì)焊盤2、3或者只有下面的一對(duì)焊盤9、11，以具有焊盤的表面為貼裝表面，也能將PTC元件的兩極有效地連接在電路中。上蓋板4和下蓋板8可采用復(fù)合樹脂片制成。復(fù)合樹脂片由高分子樹脂與填充材料構(gòu)成，也可以沒有填充材料。高分子樹脂可以選自酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、 聚四氟乙烯樹脂、雙馬來酰亞胺三嗪樹脂、熱固性聚苯醚類樹脂或聚酯樹脂等；填充材料可以為紙、玻璃纖維布或芳酰胺纖維非織布等；復(fù)合樹脂片可以是一層，也可以是由上述幾種不同材料構(gòu)成的多層板。上述一種表面貼裝型高分子PTC元件可以通過如下方法制造1)將高分子PTC復(fù)合導(dǎo)電材料壓制成厚0. 38mm，長(zhǎng)300mm，寬200mm的片材，然后利用平板硫化機(jī)在兩面各貼覆一張一面粗糙化處理過的厚度0. 035mm銅箔，銅箔的粗糙面向內(nèi)，將高分子PTC復(fù)合導(dǎo)電材料夾在中間，熱壓成形，得到總厚度0. 45mm的復(fù)合片材，利用電子加速器或者Co60放射源輻射交聯(lián)，這兩張銅箔將形成PTC元件的上極板和下極板。2)取一張上述復(fù)合片材，在正反兩面分別按照一定的排布打盲孔，盲孔的位置與 PTC元件兩端的缺口位置相對(duì)應(yīng)，盲孔直徑2. 0mm，孔深0. 415mm。這一盲孔深度正好可以使正面鉆透上層銅箔和高分子PTC復(fù)合導(dǎo)電材料而不鉆透下層銅箔，反面鉆透下層銅箔和高分子PTC復(fù)合導(dǎo)電材料而不鉆透上層銅箔。3)將上述鉆好盲孔的復(fù)合片材上下兩面各蓋上一張或多張環(huán)氧玻纖布半固化片作為上蓋板和下蓋板，再在上蓋板的上面和下蓋板的下面各加上一張一面粗糙化處理過的厚度0.018mm銅箔，銅箔的粗糙面向內(nèi)，利用真空熱壓機(jī)熱壓復(fù)合在一起，得到多層復(fù)合板材，在壓合過程中，并使部分熔化的樹脂填充進(jìn)入步驟幻所產(chǎn)生的盲孔內(nèi)。如果只有單面有焊盤，本步驟中可以只加一張銅箔。4)在得到的多層復(fù)合板材上與步驟2、中的盲孔相對(duì)應(yīng)的位置鉆通孔，通孔與上述盲孔同軸，通孔直徑0. 6mm。5)將所有通孔的內(nèi)壁鍍銅，鍍層厚度0. 025-0. 05mm，形成左、右端頭。6)利用化學(xué)蝕刻、激光切割或機(jī)械切割的方法，在上蓋板上表面和下蓋板下表面的銅箔上雕刻出對(duì)應(yīng)左、右焊盤的形狀，如圖3所示；蝕刻前用干膜保護(hù)非蝕刻區(qū)，蝕刻完后退除保護(hù)層。7)在上蓋板上表面和下蓋板下表面的非焊盤部位印刷或噴涂阻焊膜，然后加熱固化，根據(jù)需要可以在阻焊膜表面印刷字符。8)在上蓋板上表面和下蓋板下表面的左、右焊盤部位再鍍金屬保護(hù)層，形成焊盤； 還可以經(jīng)過噴錫或者鍍金處理，在通孔內(nèi)及焊盤區(qū)形成金屬保護(hù)層。9)將步驟8)得到的多層復(fù)合板材按PTC元件為單元進(jìn)行切割，得到獨(dú)立的最終產(chǎn)品。在切割過程中，上述盲孔和通孔均被切割為兩個(gè)半圓孔，分別形成PTC元件兩端的缺口禾口 ·￡、 " 孑 L。
權(quán)利要求1.一種表面貼裝型高分子PTC元件，其特征是，包括以下部分PTC芯片(6)，左右兩端各設(shè)有一個(gè)缺口(61，62)；上極板(5)，由導(dǎo)電材料制成，貼合在PTC芯片(6)的上表面，上極板( 的左端設(shè)有一個(gè)與PTC芯片左端的缺口(61)相對(duì)齊的缺口(51)；上蓋板(4)，由絕緣材料制成，貼合在所述上極板( 的上面，從上蓋板(4)的左端向下延伸一左絕緣凸臺(tái)Gl)并嵌入所述PTC芯片和上極板左端的的缺口(61，51)中；下極板(7)，由導(dǎo)電材料制成，貼合在PTC芯片(6)的下表面，下極板(7)的右端設(shè)有一個(gè)與PTC芯片右端的缺口(62)相對(duì)齊的缺口(71)；下蓋板(8)，由絕緣材料制成，貼合在所述下極板(7)的下面，從下蓋板(8)的右端向上延伸一右絕緣凸臺(tái)(81)并嵌入所述PTC芯片和下極板右端的的缺口(62，71)中；左、右焊盤(2、3，11、9)，貼合在至少一個(gè)蓋板表面的左、右兩端，左、右焊盤之間由阻焊膜(1，10)絕緣分隔，所述蓋板表面為上蓋板的上表面和下蓋板(8)的下表面；左通孔(14)，貫穿所述左焊盤(2、11)、上蓋板G)、左絕緣凸臺(tái)(41)、下極板(7)和下蓋板(8)，左通孔(14)的內(nèi)壁上設(shè)有左端頭(13)，左端頭(1 將所述左焊盤0、11)與下極板(7)導(dǎo)通；右通孔(15)，貫穿所述右焊盤(3、9)、上蓋板0)、上極板(5)、右絕緣凸臺(tái)(81)和下蓋板(8)，右通孔(1 的內(nèi)壁上設(shè)有右端頭(12)，右端頭(1 將所述右焊盤(3、9)與上極板 (5)導(dǎo)通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PTC元件，其特征是，所述左、右焊盤各有兩個(gè)，分別為貼合在上蓋板(4)上表面的左上焊盤( 和右上焊盤( 、貼合在下蓋板(8)下表面的左下焊盤 (11)和右下焊盤(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PTC元件，其特征是，所述PTC芯片、上極板和下極板上的缺口(61、62、51、71)為半圓形或半橢圓形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PTC元件，其特征是，所述左通孔(14)、右通孔(1 為半圓形或半橢圓形通孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PTC元件，其特征是，所述左端頭(13)、右端頭(1 由金屬鍍層構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PTC元件，其特征是，所述左、右焊盤由金屬層構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的PTC元件，其特征是，所述金屬層為內(nèi)層是銅層、外層是鎳層； 或內(nèi)層是銅層、外層是錫層；或內(nèi)層是銅層、中間層是鎳層、外層是金層；或內(nèi)層是銅層、中間層是鎳層、外層是錫層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PTC元件，其特征是，所述上蓋板(4)和下蓋板(8)采用復(fù)合樹脂片制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PTC元件，其特征是，所述阻焊膜(1、10)選自環(huán)氧樹脂、聚酰胺或聚酯中的一種。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種表面貼裝型高分子PTC元件，包括PTC芯片，左右兩端各設(shè)有一個(gè)缺口；上極板貼合在PTC芯片的上表面，左端設(shè)有一個(gè)的缺口；上蓋板貼合在上極板的上面，從上蓋板的左端向下延伸一左絕緣凸臺(tái)并嵌入PTC芯片和上極板左端的缺口中；下極板貼合在PTC芯片的下表面，右端設(shè)有一個(gè)缺口；下蓋板貼合在下極板的下面，從下蓋板的右端向上延伸一右絕緣凸臺(tái)并嵌入PTC芯片和下極板右端的缺口中；左、右焊盤，貼合在至少一個(gè)蓋板表面的左、右兩端；左通孔的內(nèi)壁上設(shè)有左端頭，左端頭將左焊盤與下極板導(dǎo)通；右通孔的內(nèi)壁上設(shè)有右端頭，右端頭將右焊盤與上極板導(dǎo)通。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，耐電弧能力大大提高。
文檔編號(hào)H01C7/02GK201994151SQ20112002274
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月24日
發(fā)明者侯李明, 傅堅(jiān), 劉鋒 申請(qǐng)人:上海神沃電子有限公司