本發(fā)明涉及一種過(guò)電流保護(hù)元件，尤其是帶有保護(hù)外殼的PTC熱敏電阻。

背景技術(shù)：

PTC熱敏電阻具有對(duì)溫度變化反應(yīng)敏銳的特性，在電路中正常溫度下可維持較低的電阻值，而當(dāng)電路中發(fā)生過(guò)電流或過(guò)高溫現(xiàn)象時(shí)，其電阻會(huì)瞬間增加到一高阻值，使電路處于斷路狀態(tài)，以達(dá)到保護(hù)電路元件的目的。PTC熱敏電阻以回流焊、電阻焊或激光焊的方式連接到電路中，操作方便，適合自動(dòng)化操作。因此，此類過(guò)電流保護(hù)元件在電子線路中被廣泛應(yīng)用。

PTC熱敏電阻主要有SMD型、條狀引腳型、SMT型和插件型四種結(jié)構(gòu)，其過(guò)電流和過(guò)溫保護(hù)功能是由具有電阻正溫度效應(yīng)的芯片實(shí)現(xiàn)。當(dāng)電路中發(fā)生過(guò)電流時(shí)，具有電阻正溫度效應(yīng)的芯片發(fā)熱量大于散熱量，發(fā)生膨脹，PTC熱敏電阻進(jìn)入高阻狀態(tài)。如PTC熱敏電阻受外界應(yīng)力作用或周圍空間限制，不能發(fā)生膨脹，則其無(wú)法進(jìn)入高阻狀態(tài)，不能達(dá)到過(guò)電流保護(hù)的目的。SMD型PTC熱敏電阻如圖1所示

隨著電子產(chǎn)品的功能多元化，電子元件的安裝工藝也日益復(fù)雜，這需要過(guò)電流保護(hù)元件可以經(jīng)受復(fù)雜的安裝工藝和惡劣的使用環(huán)境。為了解決外界應(yīng)力及注塑形成的空間限制對(duì)過(guò)電流保護(hù)元件帶來(lái)不良影響，需要對(duì)過(guò)電流保護(hù)元件的保護(hù)提出改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：提供一種帶有保護(hù)外殼的過(guò)電流保護(hù)元件，以保護(hù)具有電阻正溫度效應(yīng)的芯片免受外界應(yīng)力作用。

本發(fā)明目的通過(guò)下述方案實(shí)現(xiàn)：一種帶有保護(hù)外殼的過(guò)電流保護(hù)元件，包含：

(a) 至少一個(gè)PTC熱敏電阻，由具有電阻正溫度效應(yīng)的芯片和導(dǎo)電部件組成；

(b) 至少一個(gè)保護(hù)外殼，覆蓋在所述的PTC熱敏電阻外面，且該外殼的內(nèi)部空間大于所述的PTC熱敏電阻，使保護(hù)外殼不會(huì)與PTC熱敏電阻的具有電阻正溫度效應(yīng)的芯片接觸。

所述的PTC熱敏電阻可以是SMD型、條狀引腳型、SMT型或插件型其中的任一種。

本發(fā)明提供了一種可抵抗外力作用的保護(hù)外殼，同時(shí)保護(hù)外殼內(nèi)部有足夠PTC熱敏電阻膨脹的空間，使得該過(guò)電流保護(hù)元件可以在有注塑等安裝工藝的電路中仍然保持良好性能。

在上述方案基礎(chǔ)上，所述的保護(hù)外殼設(shè)有部分區(qū)域缺口，所述的PTC熱敏電阻與外電路電氣連接的方式為導(dǎo)電部件從缺口延伸出去和/或外電路電極從缺口伸入的其中一種或兩種組合。

在上述方案基礎(chǔ)上，所述的導(dǎo)電部件形狀是點(diǎn)狀，線狀、帶狀、層片狀、柱狀、全圓通孔、半圓通孔、弧形通孔、盲孔、其他不規(guī)則形狀或它們的組合體。

在上述方案基礎(chǔ)上，所述的PTC熱敏電阻可在其具有電阻正溫度效應(yīng)的芯片的裸露位置涂覆聚合物包覆層。

在上述方案基礎(chǔ)上，所述的保護(hù)外殼可以在內(nèi)壁延伸出支撐桿或凸臺(tái)。

在上述方案的基礎(chǔ)上，所述的保護(hù)外殼與導(dǎo)電部件或者PCB保護(hù)板一并構(gòu)成封閉腔體，所述的PTC熱敏電阻位于封閉腔體內(nèi)。

所述的保護(hù)外殼是熔點(diǎn)或軟化溫度在150℃以上的塑料、金屬材料、陶瓷材料的一種或任意二種以上的組合，所述的保護(hù)外殼厚度介于0.1~5 mm。保護(hù)外殼材料采用塑料件時(shí)，優(yōu)選熔點(diǎn)或軟化溫度在230℃以上，更優(yōu)選為250℃以上。當(dāng)保護(hù)外殼的材料為金屬時(shí)，保護(hù)外殼與PTC熱敏電阻的導(dǎo)電部件不直接接觸。

本發(fā)明的過(guò)電流保護(hù)元件可以按如下方法進(jìn)行制備：

聚合物基材和導(dǎo)電填料共混組成高分子芯材，此高分子芯材與兩邊的金屬電極片緊密貼合，形成復(fù)合材料的片材。該片材可以通過(guò)蝕刻、層壓、鉆孔、沉銅、鍍錫和劃片等一系列PCB工藝加工成表面貼裝（SMD）型PTC熱敏電阻；也可以分割成規(guī)則尺寸，連接帶狀金屬引腳加工成條狀引腳型或SMT型PTC熱敏電阻，或連接導(dǎo)電金屬線加工成插件型PTC熱敏電阻。

保護(hù)外殼是以注塑、鑄造、燒結(jié)、粘接其中的一種或數(shù)種組合的成型方式制成。保護(hù)外殼可以先與PTC熱敏電阻組合形成一個(gè)整體，再進(jìn)行使用；也可以在PTC熱敏電阻安裝加入PCB保護(hù)板，通過(guò)與PCB保護(hù)板連接達(dá)到與PTC熱敏電阻組合，并達(dá)到保護(hù)位于其內(nèi)部的PTC熱敏電阻的目的。

本發(fā)明優(yōu)越性在于：因在PTC熱敏電阻之外加了保護(hù)外殼，可以防止PTC熱敏電阻受如擠壓、注塑等的外力作用而不能及時(shí)保護(hù)或誤保護(hù)；同時(shí)，保護(hù)外殼內(nèi)部空間大于PTC熱敏電阻，確保PTC熱敏電阻始終有足夠的膨脹空間，使得該過(guò)電流保護(hù)元件可以在裝配條件更復(fù)雜的領(lǐng)域上應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1 SMD型PTC熱敏電阻的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2實(shí)施例1的過(guò)電流保護(hù)元件的剖面結(jié)構(gòu)示意視圖；

圖3具有兩面開(kāi)口的保護(hù)外殼的SMD型PTC熱敏電阻的三維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4具有三面開(kāi)口且其中開(kāi)口面無(wú)相互平行的保護(hù)外殼的SMD型PTC熱敏電阻的三維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5具有三面開(kāi)口且其中有兩個(gè)開(kāi)口面相互平行的保護(hù)外殼的SMD型PTC熱敏電阻的三維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6帶有保護(hù)外殼的條狀引腳型PTC熱敏電阻的剖視示意圖；

圖7帶有保護(hù)外殼的插件型PTC熱敏電阻的剖視示意圖；

附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明

10——具有電阻正溫度效應(yīng)的芯片；

11——高分子芯材；

12，13——上、下金屬電極片；

14、15——上、下絕緣層；

16——金屬箔片；

17a、17b——上端電極一、二；

18a、18b——下端電極一、二；

19——條狀引腳；

20——金屬引線；

21、21’、21’’、21’’’、21’’’’、21’’’’’——保護(hù)外殼；

22、22’、22’’——-保護(hù)外殼內(nèi)壁延伸出的支撐桿或凸臺(tái)；

23、23’、23’’——具有粘結(jié)性的媒介。

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)具體的優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1

一種SMD型PTC熱敏電阻如圖1所示，聚合物基材和導(dǎo)電填料組成的高分子芯材與兩邊的金屬電極片緊密貼合，形成復(fù)合材料的片材。此片材經(jīng)過(guò)一系列PCB工藝制備成SMD型PTC熱敏電阻，具有電阻正溫度效應(yīng)的芯片10包括高分子芯材11和上、下金屬電極片12，13，在上、下金屬電極片12，13的上表面和下表面有上、下絕緣層14、15，金屬箔片16，以及上端電極一、二17a、17b；下端電極一、二18a、18b。

如圖2所示，一個(gè)保護(hù)外殼21蓋在所述的SMD型PTC熱敏電阻外面，且該保護(hù)外殼21的內(nèi)部空間大于所述的SMD型PTC熱敏電阻，使保護(hù)外殼21與SMD型PTC熱敏電阻的具有電阻正溫度效應(yīng)的芯片接觸。

本實(shí)施例PTC熱敏電阻外面加一個(gè)僅有下面開(kāi)口的保護(hù)外殼21，該SMD型PTC熱敏電阻的下端電極一、二18a、18b位于開(kāi)口處，保護(hù)外殼21內(nèi)壁設(shè)有延伸出的支撐桿或凸臺(tái)22，直接與SMD型PTC熱敏電阻的端電極之間通過(guò)具有粘結(jié)性的媒介23連接，具有粘結(jié)性的媒介23為膠水或雙面膠等。保護(hù)外殼21下表面始終高于SMD型PTC熱敏電阻下端端電極一、二18a，18b，但前者應(yīng)盡可能與后者趨于水平。本實(shí)施例的過(guò)電流保護(hù)元件焊接到PCB保護(hù)板上之后，若受到壓力作用，保護(hù)外殼可以小幅向下移動(dòng)至接觸PCB保護(hù)板；此時(shí)，保護(hù)外殼21僅對(duì)位于PTC熱敏電阻兩端的上端電極一、二17a，17b施加一定的力，而不影響PTC熱敏電阻占絕大部分的中間位置的膨脹。若支撐桿或凸臺(tái)與該P(yáng)TC熱敏電阻端電極之間以雙面膠等具有彈性的媒介連接，則保護(hù)外殼對(duì)PTC熱敏電阻的端電極施加的力更小。同時(shí)，可以用熱固化膠水或UV固化膠水將保護(hù)外殼21與PCB保護(hù)板粘結(jié)形成封閉空間；此時(shí)，即使PCB保護(hù)板要經(jīng)過(guò)注塑工藝，注塑料亦不會(huì)流到PTC熱敏電阻與保護(hù)外殼之間，從而使得PTC熱敏電阻上方仍有足夠的膨脹空間，可正常工作不受影響。

實(shí)施例2

本實(shí)施例的PTC熱敏電阻與實(shí)施例1相同，為SMD型PTC熱敏電阻，但在SMD型PTC熱敏電阻外加一個(gè)兩面開(kāi)口的保護(hù)外殼21’，其三維結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。保護(hù)外殼21’的兩個(gè)開(kāi)口是在相鄰兩個(gè)面，即前面和下面，該P(yáng)TC熱敏電阻的下端端電極一、二18a、18b應(yīng)位于其中一個(gè)開(kāi)口所在面，并略高于此開(kāi)口所在的表面。保護(hù)外殼21’內(nèi)壁設(shè)有支撐桿或凸臺(tái)22’，并以具有粘結(jié)性的媒介23’與PTC熱敏電阻上端電極一、二17a，17b固定連接。保護(hù)外殼21’可以保護(hù)PTC熱敏電阻不受上方壓力作用。同時(shí)，可以用熱固性膠水或UV固化膠水將保護(hù)外殼21’與PCB保護(hù)板粘接；此時(shí)，保護(hù)外殼21’在非開(kāi)口位置均能防止外力直接作用PTC熱敏電阻的作用。

實(shí)施例3

本實(shí)施例的PTC熱敏電阻與實(shí)施例1相同，為SMD型PTC熱敏電阻，但在SMD型PTC熱敏電阻外加一個(gè)三面開(kāi)口的保護(hù)外殼21’’，PTC熱敏電阻的下端端電極一、二18a、18b位于其中一個(gè)開(kāi)口所在面，并略高于此開(kāi)口所在的表面。與此面平行的另一面無(wú)開(kāi)口，可以保護(hù)PTC熱敏電阻不受上方壓力的作用。保護(hù)外殼21’’另外兩個(gè)開(kāi)口可以處于相鄰位置，如圖4所示，保護(hù)外殼21’’為前面、側(cè)面和下面三面開(kāi)口；也可以處于平行位置；如圖5所示保護(hù)外殼21’’’的前后二面及下面開(kāi)口。

實(shí)施例4

本實(shí)施例的復(fù)合材料的片材的制備過(guò)程與實(shí)施例1相同，至少一個(gè)PTC熱敏電阻，由具有電阻正溫度效應(yīng)的芯片和導(dǎo)電部件組成，其中，具有電阻正溫度效應(yīng)的芯片10由高分子芯材11、上、下金屬電極片12，13制成；但片材制成之后，沖切成一固定尺寸，并與條狀引腳19回流焊接，形成條狀引腳型PTC熱敏電阻。

保護(hù)外殼21’’’’由兩部分組合形成，兩部分加裝到條狀引腳型PTC熱敏電阻之上后以膠水或超聲焊接方式組合。組合后的保護(hù)外殼21’’’’與引腳19一起構(gòu)成一封閉的腔體，具有電阻正溫度效應(yīng)的芯片10由引腳19懸空固定在保護(hù)外殼21’’’’腔體內(nèi)。本實(shí)施例的過(guò)電流保護(hù)元件受到外界應(yīng)力時(shí)，外界應(yīng)力作用在引腳上，或作用在保護(hù)外殼21’’’’上并由保護(hù)外殼21’’’’傳導(dǎo)至引腳19上，不會(huì)影響到具有電阻正溫度效應(yīng)的芯片10上，同時(shí)保護(hù)外殼21’’’’可以防止PTC熱敏電阻的具有電阻正溫度效應(yīng)的芯片受注塑料的束縛。

實(shí)施例5

本實(shí)施例的復(fù)合材料的片材的制備過(guò)程與實(shí)施例1相同，具有電阻正溫度效應(yīng)的芯片由高分子芯材11、上、下金屬電極片12，13制成，但片材制成之后，沖切成一固定尺寸，并與金屬引線20波峰焊接，形成插件型PTC熱敏電阻。

保護(hù)外殼21’’’’’以兩個(gè)部分組合的形式加裝到PTC熱敏電阻外面，并以膠水粘接的方式與金屬引線形成相對(duì)位置的固定，具有電阻正溫度效應(yīng)的芯片懸空固定在保護(hù)外殼21’’’’’的內(nèi)部空間。此時(shí)，保護(hù)外殼21’’’’’可以防止具有電阻正溫度效應(yīng)的芯片不受外界應(yīng)力和注塑工藝可能帶來(lái)空間束縛的影響。

本發(fā)明的內(nèi)容和特點(diǎn)已揭示如上，然而前面敘述的本發(fā)明僅僅簡(jiǎn)要地或只涉及本發(fā)明的特定部分，本發(fā)明的特征可能比在此公開(kāi)的內(nèi)容涉及的更多。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)不限于實(shí)施例所揭示的內(nèi)容，而應(yīng)該包括在不同部分中所體現(xiàn)的所有內(nèi)容的組合，以及各種不背離本發(fā)明的替換和修飾，并為本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)所涵蓋。